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使用激光清除太空垃圾
【摘要】
随着科技的进步和社会的发展，
太空成为人们继陆
海空之后
的第四个活动空间，
人们逐步将关注的焦点转移至太空
，
航天发射活
动越来越频繁。据不完全统计，迄今为止，在轨运
行的航天器多达
2400
多个，太空垃圾，太空碎片等威胁着航
天器在轨运行的安全。
本文介绍了使用激光清除太空垃圾的方法，
对清除空间碎片，
保护空
间环境有一定的借鉴意义。
【关键词】激光
太空垃圾
一、目的
随着航天技术的发展，越来
越多的航天器被发射到地球轨道上，
作为航天活动的副产品，
大
量运载工具产生的喷射物和抛弃物、
失效
的有效载荷、空间物体
爆炸、撞击碎片等被滞留在地球轨道上，形成
了大量的空间碎片。绝大部分空间碎片处在
高度低于
2000
km
的近
地轨道，他们绕地球的飞行速度通常达
7-8km/s
，与航天器迎头相撞
的速度可达
15 km/s
。
空间碎片所具有的强大撞击动能，
会对在
轨航
天器构成巨大威胁，
会对空间环境造成严重污染和破坏。<
/p>
为了有效遏
制当前空间环境日益恶化的趋势，
必须采取减缓措施，
以达到减少空
间碎片、保护空间环境的
目的。
二、
空间碎片的来源、危害
1957
年
10
月
4
日，前苏联成功地发射了第一颗人造地球卫星，
揭开了人类空间时代的
序幕，
同时也为太空送去了第一批垃圾。
当时，
宇航员完成飞行任务，把卫星的装载舱、备用舱、仪器设备及其他遗
弃物都留在
了卫星轨道上。此后，随着人类太空史上的一次次壮举，
太空垃圾与日俱增。人类先后已
将
4000
余颗卫星送入太空，目前仍
在正常运转的仅有
400
余颗，
其余的
或坠毁于地球表面，
或遗留在太
空，成为太空垃圾。据统计，目
前约有
3000
吨太空垃圾在绕地球飞
奔，而其数量正以每年
2
％—
5
％的速度增加。科学家们预测：太空
垃圾以此速度增加，
将会导致灾难性的连锁碰撞事件发生，
如此下去，
到
2300
年，任何东西都无法进入太空轨道了。
太空垃圾给航天事业的发展带来了隐患，
它们成为人
造卫星和轨
道空间站的潜在杀手，使宇航员的安全受到严重威胁。要知道，太空
垃圾是以宇宙速度运行的。一颗迎面而来的直径为
0
．
5
毫米的金属
微粒，足以戳穿密
封的飞行服；人们肉眼无法辨别的尘埃（如油漆细
屑、涂料粉末）
也能使宇航员殒命；一块仅有阿司匹林药片大的残骸
可将人造卫星撞成“残废”
，可将造价上亿美元的航天器送上绝路。
在人类太空史上，太空垃圾造
成的事故和灾难屡见不鲜。
1983
年，
美国航天飞机
“挑战者”
号与一块直径
0
．
2
毫米的涂料剥离物相撞，
导致舷窗被损，只好停止飞行。前苏联的“礼炮—
7
”号轨道站也多
次被此类“尘埃”损坏。
1986
年，
“阿丽亚娜”号火箭进入轨道之后
不久
便爆炸，成为
564
块
10
厘米大小的残骸和
2300
块小碎片，这
枚火箭的残骸使两颗日本通信卫星
“命赴黄泉”
！
1991
年
9
月
15
日，
美国发射的“发现者”
号航天飞机差一点与前苏联的火箭残骸相撞，
当时“发现者”号与这个“不速之客”仅仅
相距
2
．
74
千米，幸亏地
球上的指挥系统及时发来警告信号，它才免于丧生。据计算，目前太
空轨道上每个飞行物发生灾难性碰撞事件的几率为
3
< br>．
7
％，发生非
灾难性撞击事件
的可能性为
20
％。以此计算，今后将每
5
—
10
年可
能发生一次太空垃圾与航天器相撞事件，
到
2020
年将达到
2
年一次。
太空垃圾不仅给航天事业带来巨大隐患，
而且还污染了宇宙空间
，
给人类带来灾难，尤其是核动力发动机脱落，会造成放射性污染。目
< br>前，美国和前苏联在空间的核反应堆中有
1
吨的铀—
235
及其他核分
离物。前苏联共发射
31
颗核动力侦察卫星，其中已有两颗给地面带
来污染：
1978
年，
“宇宙
954
”号大量放射性残骸落入加拿大的斯克
拉芬海；
1983
年，
“宇宙
1402
”号的反应堆芯落入南大西洋。
三、现有的清除太空垃圾的方法
太空
垃圾越来越多，威胁到航天器的正常飞行，因此，科学家提
出众多清除太空垃圾的方法，
简单介绍如下：
（
1
）
“金钟罩铁布衫”
为了代
替镶嵌在航天器表面越来越厚的保护层，
美国科学家惠普
耳建议
在保护层前安装一层防护屏，
当太空垃圾与防护屏发生碰撞时，
防护屏被击碎，
同时太空垃圾也被撞碎变成粉末，
从而解除了对
航天
器的威胁。
（
< br>2
）
“自杀卫星”
英国萨里大学的科学家们，发明了“太空清道夫”卫星。它的体
积只有足球
那么小，重量仅为
5
．
9
千克，配备四个小型摄影机。一