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太空清道夫:立方帆
http://www.100md.com 2010年5月1日 《百科知识》2010年第9期
     除了政治、军事因素之外,现代航天的最大威胁之一就是太空垃圾。人类已经把卫星、火箭、载人飞船、空间站以及动物等送上了太空,而且这类发射物质的总量还在以大约每年5%的速度增长。

    这样看来我们似乎注定会遇到一个麻烦:据估计目前有5.500吨的太空垃圾漂浮在地球轨道上,而且情况正在变得越来越糟:我们的太空活动日趋频繁,产生的太空垃圾也越来越多。这些以超高速运动的物体会对宇航员和航天器造成危险。而且,太空垃圾还会中断卫星通信,甚至可能阻断卫星电视信号——半夜爬起来看世界杯却没信号会是什么感觉?

    以“气”翩“动”

    幸运的是,科学家们有办法精确地追踪到太空垃圾,在它们接近地球轨道上的航天器之前发出警报。最近,英国科学家还提出了一种能让太空垃圾脱离轨道的新方法。这就是“立方帆”,它是经过改造的太阳帆(一种使用阳光来推进航天器的系统),可以把失灵卫星和火箭等带回地球。

    立方帆其实是一颗微型卫星,重3千克,尺寸10cm×10cm×30cm,内部安装着一张折叠起来的聚合膜。进入太空后,这张膜就会张开。一旦有需要,地面人员会向立方帆发射信号,指示“它”使用自身的动力来靠近太空垃圾。一旦和太空垃圾“对接”,它就会张开帆。尽管地球轨道上的空气分子密度极低,但是也足以能让立方帆缓缓减速,从而使得“附”在其上的太空垃圾脱离轨道。在太空中,减速会使得卫星系统的能量降低,导致轨道高度的降低,轨道高度越低,大气密度就越高。减速更严重,如此循环,最终使得卫星能更快地坠入大气层并且烧毁。

    廉价的“主动”攻击者

    保护我们的地球和环境是可持续发展的关键。为此应运而生的立方帆是一种新型、廉价的航天飞行器,根据测算,立方帆项目的总投资不会超过100万欧元,同时,它也首次向世人展示了以“四两拨千斤”的方式来处理太空垃圾的方法。

    虽然这一系统目前是被用做清除太空垃圾的一种“自毁”方式,但它同样也可以对轨道上的航天器实施主动打击。就像许多空间技术一样,这一看似科幻的概念极具军事前景。美国和中国都已经证明了各自有能力从地面发射导弹来“击落”卫星,现在,反卫星武器系统还可以派出由地面控制的立方帆进入轨道,寻找目标,然后“贴附”到目标上并最终干净利落地摧毁敌方卫星。(文章代码:100922) (谢 懿)