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空间站和火箭残骸坠海之后?
德国之声 20210517
自20世纪60年代以来,数以百计的火箭丶空间站和卫星的碎片已经返回地球。它们通常被
丢弃在海里。这样做的可持续性如何?
经过一周的猜测,中国长征五号火箭的核心(CZ-5B)终于不受控制重返马尔代夫附近的印
度洋。该火箭曾将中国新空间站的一部分送入太空轨道,但其大约30米长丶直径5米的核心
却可能在任何地方降落,甚至可能降在陆地上。
一年前,据说长征五号火箭的一根管子坠落在科特迪瓦(Cote D'Ivoire)居民的房子上造
成毁损。因此,今年全球对长征五号火箭无控坠落前的恐惧和批评齐发。
美国宇航局局长纳尔逊 (Bill Nelson)说“很明显”中国“在其太空碎片处理方面没有达
到负责任的标准。”
虽然纳尔逊的观点得到许多人呼应,但现实情况比这更复杂,而美国也绝不是无辜的。
黑白之外的灰色地带
澳大利亚阿德莱德的弗林德斯大学(Flinders University)副教授丶《太空垃圾大战宇宙
博士》(Dr Space Junk vs the Universe)的作者戈尔曼 (Alice Gorman)说:“毫无疑
问,中国有点调皮。”
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戈尔曼告诉德国之声:“中国所依赖的事实是,大多数东西要么 (在重返地球大气层时)燃
烧起来,要么落在海洋或人口稀少的土地上。但是考虑到他们去年的经验,当(另一枚火箭
)的固定杆击中科特迪瓦的一个村庄时,这种乐观情绪有点错位。”
在5月9日火箭芯落下之前,中国航空航天专家拒绝接受任何国际关注,官媒《环球时报》
援引一位专家宋忠平的话说,火箭残片返回地球是 “完全正常的”。
宋忠平说得没错,火箭丶卫星丶甚至空间站的碎片飞回地球是很正常的,而且中国甚至不
是最糟糕的罪犯。还有其他国家和商业公司也在这样做。
戈尔曼说:“正如我所说,太空的主要污染者是美国和苏联/俄罗斯。”
南太平洋的航天器公墓
大多数太空垃圾都落在了海洋的某个地方。这只是因为海洋比陆地多。
任务设计者将目标特定区域,如南太平洋无人区(SPOUA),靠近尼莫点(Point Nemo),
也就是地球上“不可接近的两极”丶地球上任何方向离陆地最远的地方。
在2018年的一篇博文中,欧洲航天局(European Space Agency)写道,自1971年以来,有
超过260个航天器坠落在这个区域。这个数字每年都在增加。
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尼莫点被称为“航天器墓地”也许毫不奇怪,但它并不是唯一一个航天器坠落的海洋区域
。
美国剑桥的哈佛-史密森天体物理学中心(Harvard-Smithsonian Center for
Astrophysics)的天体物理学家麦克道尔 (Jonathan McDowell)说:“尼莫点?它就在那
里,但它就像新西兰和智利之间的南太平洋的所有地方。”
他告诉德国之声:“重要的是,它不是很集中,而且,现在越来越多的人在使用(其他的点
)。”
麦克道尔说,当SpaceX发射比长征5号火箭还要高13米的猎鹰9号火箭,以送上小型星联卫
星时,其火箭的一节坠落到澳大利亚的西南部,位于印度洋和南大洋之间的边界。“一些
俄罗斯的卫星落在印度洋,一些落在北大西洋,例如,巴芬湾。”
哪里放射决定坠落位置
在哪里坠落丶如何坠落,取决于发射的位置和方式。因此,麦克道尔说,如果从俄罗斯普
列谢茨克(Plesetsk)的太空港发射,是在北极上空上升,但当残骸返回时,在第二个向
北的轨道上,地球已经转了大约20度。“所以,火箭从大西洋上空上来,就在那里倾倒。
”
在一些任务中,火箭的主要阶段将保持在“亚轨道(suborbital)”,也就是在高于海平
面100多公里(62英里)的空间,但低于低地轨道(Low-Earth Orbit)约160公里,这使得
以可控方式丢弃火箭更加容易。
然而,即使如此,事情也可能变得不稳定,特别是当火箭在陆地上发射,而不是从海岸上
发射时。
在中国,一些助推器落曾经在民宅附近,一次是在一所小学附近,另一次是在哈萨克斯坦斯坦
的一个试验场。这两种情况都释放了有毒的橙色云层,即所谓的 “BFRC”。
一旦火箭进入轨道,事情就变得更加复杂。火箭进入得越深,就越难脱离轨道。
而且要能够控制也变得更加昂贵,因为必须保持火箭的生命力,就像延长的电池寿命,或
是一个可重新启动的引擎,在火箭交付出“有效附载物”(比如国际空间站的卫星或供应
品)之后还能被点燃。
但只有到那时,才能控制火箭的再入,许多火箭节只是被留在轨道上。
每一次状况都不同,而且值得再提的是,中国不是唯一一个“调皮”国家。麦克道尔估计
,大约有20个猎鹰9号火箭末节以某种形式 “作为垃圾留在轨道上,最终会重新进入(回大
气层)”。
对海洋生物的威胁?
麦克道尔说,这个行业有一个正在改变的趋势,也就是希望在太空中留下更少的碎片,因
为担心太空越来越拥挤,可能会干扰地球上的通信系统或阻碍进一步的太空探索。
但是这意味着更多的东西将不得不下来。甚至有人说要在2028年让国际空间站脱离轨道,
并把它扔到南太平洋的最终安息地。
尽管有人断言太空垃圾会成为海洋生物的良好自然栖息地,其对海洋的影响在很大程度上
是未知的。
当垃圾落在格陵兰岛外的冰点巴芬湾时,对当地海豹丶鲸鱼丶熊和海象威胁的研究不足。
在南太平洋,科学家们在南太平洋环流发现并恢复了1亿年前的微生物生命,基本上是与尼
莫点相同的区域。
这种微生物生命可能对我们的日常生活意义不大,但是极端环境中的微生物,如海底热泉
喷口,确实维持着其他生命,如雪人蟹,甚至可能在我们自己的丶人类生命的起源中发挥
了它们的作用。
戈尔曼说:“一些航天器燃料是有毒的,比如说肼(hydrazine),但是低温燃料是没有毒
性的。有一些金属,如铍(beryllium)和镁,它们通常是以合金形式存在的,但无论如何
,铍都是相当令人讨厌的。”
因此,有潜在的环境影响,戈尔曼说:“我认为人们还没有彻底评估这一点。”
她说:“盐水很容易腐蚀东西,但我们在世界各地有一百万艘沉船,而沉船通常会成为栖
息地......而该优先考虑的真的应该是轨道上的东西。那是迄今为止更大的风险。”