太空垃圾越來越多,未來該怎麽辦?

天文在線 2024-05-05 21:35:02

隨著未來太空任務的增加,地球軌道及月球上的太空垃圾越來越多,但是卻沒有人願意爲此買單

現在,月球上也存在大量垃圾,包括近100袋的人類排泄物。

圖:太空垃圾以及軌道碎片包圍地球軌道的模擬圖

克裏斯.因佩(Chris Impey)是亞利桑那州大學傑出的天文學教授。

現在,月球上也存在大量垃圾,包括近100袋的人類排泄物。而隨著全球環遊月球的熱情日益高漲,月球表面以及地球軌道上的垃圾會越來越多。

2023年8月,俄羅斯的露娜-25探測器與月球表面相撞,另一方面,印度的月船-3號任務船成功著陸月球南極區域,這一成功著陸使得印度成爲第四個成功登陸月球的國家。

而伴隨著越來越多的國家登陸月球,成功返回地球的這些引領者們或許應該思考這一問題,即産生的廢棄物以及遺棄在月球表面和軌道上的各種各樣的碎片會産生什麽影響?

我是一名天文學教授。曾經出版過一本關于太空旅行的書,也曾發表過一些關于離開地球、太空沖突、太空擁擠以及太空探索倫理學方面的文章。正如許多太空專家所關心的,我十分關注關于太空碎片治理缺失的問題。

太空正變得越來越擁擠

人們總是認爲,太空非常大、非常空,但實際上,近地空間正變得越來越擁擠。未來十年,全球政府以及私人企業,如SpaceX以及藍色起源,預計開展近100項月球任務。

相比于地月之間的空間,近地軌道內更加擁擠。近地軌道僅有100到500米的寬度,而月球距離地球則有240千米的直線距離。當前,在距離地球約百米的空間上約有7700個衛星,到2027年,這一數字或許會增長到幾十萬個。其中,很多衛星是用于發展中國家的網絡傳輸或者是監控地球地質氣候。像SpaceX這類私人企業進一步降低了衛星發射成本,導致這一風潮更加高漲。

太空發射專家喬納森·麥克道爾告訴Space網站工作人員:“這就像暴風雪時期的繁忙的跨州高速公路,每個人都飛速前進。”

圖:印度人民慶祝月船-3號任務器成功著陸月球南極

太空垃圾問題

種種太空活動都産生了垃圾和碎片。人類已經在月球制造了大量垃圾,包括50幾次的撞擊著力産生的火箭助推器殘骸、近100袋的人類排泄物以及其他各類垃圾如羽毛、高爾夫球以及靴子等。合計約有200噸。

但是,因爲沒有人對月球擁有所有權,所以,也沒有人願意爲此買單,沒有人負責清掃月球,以保持月球的衛生。

地球軌道上的雜物包括廢棄的太空飛船、火箭助推器以及被宇航員丟棄的物品,如手套、扳手以及牙刷等。另外還有一些像油漆斑點的小碎片。

大概有23000個物體的大小超過10厘米(約4英寸)、1000萬個碎片大小超過1毫米(0.04英寸)。微小的垃圾碎片看上去似乎並不是什麽大問題,但是這些碎片的運行速度卻達到了15000英裏/小時(約24140千米/小時),這一速度是子彈運行速度的10倍。在這一運行速度下,即使是一小點油漆,也能穿破太空服或破壞敏感的電子器件。

1978年,美國航天宇航局科學家唐納德·凱斯勒描述了一個場景,即軌道上的碎片相互碰撞産生了更多的碎片,導致碎片數量以指數級上升,最終可能摧毀近地軌道,使其無法正常運行。專家將這一設想稱作“凱斯勒症候群”。

無人買單

1967年的《聯合國外層空間條約》指出,任何國家都不能擁有月球及其任何部分,並且這一空間球體只能用于和平目的。然而,這一條約並未涉及企業和個人,並且也未能提出空間資源的使用限度。

1979年的《聯合國月球協議》指出,月球及其自然資源是人類的共同遺産。然而,美國、俄羅斯以及中國從未簽署這一協議。2016年,美國國會創立了一項新的法則,提出了幾乎無限制的商用太空産業概念。

由于缺乏管制,太空垃圾便成了一個典型的“公地悲劇”的案例。所謂公地悲劇即是指,每個利益相關方都能夠獲取這一公共資源,由于無人能夠阻止其他相關方過度利用這一資源,導致了資源的枯竭,使得任何人都無法繼續使用。

科學家提出,爲了避免這一公共悲劇,聯合國應該將軌道空間作爲全球公共財産來進行保護。

《法庭之友簡報》是一個提供支持或專業知識的外部評論報刊。《自然》雜志一篇主張全球公域的主要作者將這一報刊提交給美國哥倫比亞特區巡回上訴法院,就2021年的末提交的一個案件進行了論證。

作者及其合作研究者認爲,美國環境管制機構應該采用空間許可證制度。但是,法院拒絕將這一問題歸類爲環境問題,因爲他們認爲這一研究團隊缺乏依據。

除非聯合國采取行動,否則國家地理政治和商業利益因素將會壓制跨行星交流的努力,成爲首要考慮因素。2023年5月,聯合國外太空事務辦公室制定了一項旨在解決太空可持續發展的政策文件,這一努力或許會推動形成一項新的協議。

聯合國不僅能夠約束其成員國的行爲,而且它也要幫助成員國制定國家層面的政策,以推動可持續發展。

美國航天局已經制定並簽署了致力于創造太空和平合作的《阿爾忒彌斯協定》,然而協定中提出的原則雖然涉及廣泛卻不具約束力。當前已有28個國家簽署了這一協定,不包含中國和俄羅斯。私人企業也不包括在內,而恰恰是一些太空企業家擁有巨大的野心和支撐這一野心的資金。

蜂擁而至的太空探索以及缺乏有力管制的現狀意味著太空垃圾將會繼續增加。相應的,與之相伴的問題和危險也會與日俱增。

BY:Chris Impey

FY: 秋

如有相關內容侵權,請在作品發布後聯系作者刪除

轉載還請取得授權,並注意保持完整性和注明出處

0 阅读:36

天文在線

簡介:發布與天文相關的一切天文科普知識文章以及視頻