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用激光摧毁太空垃圾

环境污染不仅仅是地球上存在着的老大难问题,它也是太空中的一个隐患,有越来越多的空间碎片围绕着地球运行。从用过的火箭到废弃卫星的碎片,数百万枚太空垃圾乱七八糟的散落在太空里,威胁着地球外部空间的安全。如果这些碎片碰撞上了活跃的卫星或国际空间站,就会造成严重的后果。

美国国防业的巨头洛克希德·马丁空间系统公司在2014年进行的一项研究发现,对于正在沿轨道运行的卫星而言,每天大约有200个空间碎片威胁到它们的运行。沿地球轨道运动的高速碎片被欧洲航天局的专家形容为“致命的、一连串的威胁”。在过去的每一年里,高速碎片的数量都在持续增加。人类送入太空的每颗卫星最终都会变成另一块围绕地球运行的碎片,而且随着时间的推移,这些碎片会堆积得越来越多,某颗仍在正常运转的卫星被碎片击中的几率越高,进而损坏或摧毁一项价值数百万美元的投资。

为了解决这一日益严峻的问题,中国的科学家正在探索利用轨道激光站来爆破空间碎片的可能性。中国空军工程大学的研究人员在一篇论文中描述了他们的最新研究成果:通过使用天基平台激光器,空间碎片可以被激光辐照成更小的、危害没那么大的碎片。

在这项最新的研究中,研究人员成功地模拟了一个轨道激光站,它能以每秒钟发射出20次激光的速度瞄准和撞击10厘米以下的空间碎片,整个过程仅持续2分钟。这种撞击旨在要么迫使太空垃圾在大气中燃烧,要么将其推开,以防止碰撞。研究团队得出的结论是,发射这种轨道激光站是可能的,它们能有效地清除太空垃圾,并防止它们在未来碰撞。

这些轨道激光站可以解决航天工业正在面临的一个重大问题。2015年,在一颗旧卫星即将与空间站发射碰撞之后,国际空间站的工作人员不得不撤离了生活区。如果那次碰撞真的发生了,事故可能会损坏价值数十亿美元的设备。

不过,目前这一方案还处于电脑模拟阶段,真正进行有效的测试还没有被提上日程。而且,这种激光爆破方案并不是没有问题。首先,它的装备只能摧毁非常小的空间碎片,是否能将更大的太空垃圾以无害的方式清除掉,目前还是个未知数。其次,创建激光站的物流运输工作也很复杂,谁去建造它们?建造多少个激光站才够用?再次,虽然轨道激光站是专门为拆除太空垃圾而设计的,但它们是否有可能被用作太空武器?

研究人员需要找到这些问题和其他相关问题的答案,然后才能将这种成功的模拟技术用于清除太空垃圾。如果研究人员真的能找到一种方法来确保轨道激光站能像预期那样得到安全的使用,那么激光站将会对解决太空垃圾问题产生举足轻重的影响。其实,清理太空垃圾已经迫在眉睫——到2025年,将有数千颗处于正确轨道上的新卫星会与处于低轨道的太空碎片发生碰撞,情况愈发严重,我们希望这种设想中的轨道激光站能尽快投入使用。

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