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NASA也捉狂 別對太空垃圾視而不見

  • 時間:2022-08-01 11:13
  • 新聞引據:採訪、路透社
  • 撰稿編輯:吳寧康
NASA也捉狂 別對太空垃圾視而不見
中國搭載「問天」實驗艙的長征五號B遙三運載火箭,在中國文昌航天發射場點火發射。(中新社提供) (圖:中央社)

中國長征五號B運載火箭殘骸在7月底墜入大氣層、在印度洋上空落回地球,美國國家航空暨太空總署(NASA)指責北京在這之前未分享可掌握殘骸墜落地點所需的「具體軌跡資訊」;美軍太空司令部並強調,所有太空發射行動的殘骸都對人類的太空飛行構成潛在威脅。這也使得過去幾年來不斷引發爭議的太空碎片問題,再度受到關注 。

不可不知的太空碎片

中國搭載「問天」實驗艙的長征五號B運載火箭,在7月墜回地球時因為沒有分享軌跡資訊,遭到美國太空總署的抨擊。這是因為火箭體雖然會在墜回大氣層時瓦解,但殘骸仍可能大到無法被大氣層完全燃燒,而在2千公里長、70公里寬的範圍內降下如雨般的碎片。美國太空總署表示,事先分享訊息以便對潛在殘骸撞擊風險做出預測,對負責任的使用太空資源、並確保地表上民眾的安全來說至關重要。

所謂的太空垃圾、太空碎片,是廢棄的運載火箭或太空船的一部分,它們漂浮在地球上空數百英里的太空中,有和衛星或太空站碰撞的風險。隨著太空碎片在低地球軌道上,以大約2萬5,265公里的時速極快繞行地球,一旦發生碰撞可能造成重大損害,即使只是一塊小碎片,都擁有足以破壞衛星或載人太空船表面的能量。

事實上,不論是火箭殘骸或衛星撞擊碎片都有風險,像是長征五號B火箭在2020年發射後,助推器在非洲上空再次進入大氣層時,殘骸就曾損壞非洲國家象牙海岸的村莊建築。太空殘骸雖然對人類的風險低,但大型殘骸如果掉落到人類的居住地仍可能造成傷害。隨著太空垃圾與日俱增,這種情況發生的機率也隨之增高。此外,俄羅斯在2021年擊毀自家人造衛星時產生的大量碎片,甚至迫使國際太空站(ISS)的太空人採取避難行動。

美國國務卿布林肯(Anthony Blinken)當時就為此發表聲明,表示俄羅斯聯邦魯莽地試射反衛星飛彈,擊毀了一枚俄國自己的衛星。這項試射行動在軌道中產生1,500個以上可追蹤碎片,還可能製造出數十萬個較小的軌道碎片。

意想不到的太空子彈

英國南安普敦大學(University of Southampton)航天研究集團(Astronautics Research Group)負責人路易斯(Hugh Lewis)表示,每顆進入軌道的衛星都有可能成為太空碎片,隨著美國億萬富豪馬斯克(Elon Musk)旗下太空探索技術公司(SpaceX)啟動的星鏈計畫(Starlink)、以及英國的OneWeb等公司發射更多衛星之後,在接近地球上空可能會看到更多的太空碎片,威脅猶如太空子彈。

自從1957年以來,人造衛星和火箭已經製造了越來越多的軌道太空碎片,儘管已有部份國際協議限制碎片的增長速度,但各國卻缺乏嚴格的計畫來減少現有的碎片數量。據指出,美國政府追蹤大約2萬多塊繞行地球軌道、比壘球還大的太空碎片,至於大於1公分的碎片則有超過50萬塊,而相當於1公釐或更大的碎片數量後有1億多塊。

這些碎片每天繞行地球15至16次,如果靠近太空站將會增加撞擊風險。歐洲太空總署(ESA)太空安全專家克拉格(Holger Krag)說,一旦太空碎片繼續堆積,數十年後部份太空區域可能會變得無法使用。

雖然這些太空碎片不太可能影響太空旅行,但會給環繞地球的太空飛行帶來重大問題,特別是對在大約1千公里高度運行、被用來當作通訊與觀測的物體來說,風險最大。克拉格表示,人類還是能前往火星,因為非常快速就能穿越有問題的地區但是如果想在這個問題區域運作並停留多年,那麼從現在開始的數十年內,這可能會變得不再可能。

消除太空垃圾是新興行業

值得關注的是,太空碎片不僅是一種危險,還會增加衛星運營商的成本。根據經濟合作暨發展組織(OECD)的一份研究,在同步軌道(geostationary orbit)上的衛星運營商估計,他們所採取的保護和緩解措施約佔任務成本的5-10%;如果是低地球軌道衛星營運商的話,成本會更高。

根據美國太空總署,在600公里以下的軌道的碎片將在數年內落回地球,但超過1千公里軌道上的碎片,將持續繞行地球一個世紀或更長時間。包括美國、歐洲聯盟、澳洲、日本、以及各國的太空機構都意識到太空碎片的嚴重性,相繼提出不同的補救措施,像是建立太空碎片追蹤機制,由觀測站和天文台精密跟蹤、或是監控太空物體的軌跡等。

太空專家路易斯說,為了嘗試解決太空碎片問題,日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)和歐洲太空總署已合作成立新創公司,要來協助清除太空碎片,這使得修理衛星和清理太空垃圾,也成為一種大有「錢途」的新興事業。

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