凱斯勒癥候群

簡介

　　“凱斯勒癥候群”由NASA顧問唐納德·凱斯勒（DonaldKessler）于1978年所提出，勾勒了一幅讓人哭笑不得的未來場景——“近地軌道上的衛(wèi)星碎片多到了一定程度，就會經(jīng)常擊中出現(xiàn)在這一帶的衛(wèi)星等物體，而被擊中的勢必產(chǎn)生更多碎片，又為更多的沖撞增加了可能性……滾雪球一般增多的碎片最終將使得人類不得不放棄繼續(xù)發(fā)射衛(wèi)星到這個區(qū)域，而且，這種狀況的出現(xiàn)很可能不需要多久。”

歷史

　　“宇宙2251”發(fā)射于1993年6月，也是作為通訊之用，事故發(fā)生以后美方指責(zé)它處于非運行狀態(tài)至少有10年之久，早應(yīng)處理掉了。

　　不過此舉沒有足夠說服力保證他們推卸責(zé)任，比如有第三國專家站出來說，這很可能是銥星公司疏于監(jiān)測造成的，他們本來完全可以通過改變運行軌道避免發(fā)生碰撞。帶來的后果是憑空多出了一大堆太空垃圾，很可能對附近的國際空間站（ISS）及其工作人員造成威脅。

　　NASA軌道碎片專家尼古拉斯·約翰森證實，美國空間司令部（USSC）監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)檢測到了許多來自雙方的碎片—初步雷達(dá)追蹤顯示有600塊左右，實際數(shù)目則只有更多。這種情況不免讓人憂心忡忡，人類離“凱斯勒癥候群”越來越近了。

假想危害

　　正常情況下，人類發(fā)射到地球軌道上的衛(wèi)星最終都會越降越低，最終在大氣層中燒毀。但是這需要時間。研究人員相信，此次撞擊中有大量碎片留在了兩顆衛(wèi)星的軌道附近，這些碎片進(jìn)入大氣層可能需要一萬年。

　　自1957年前蘇聯(lián)發(fā)射首顆人造衛(wèi)星以來，現(xiàn)在太空中已經(jīng)有大約4000個火箭殘骸和衛(wèi)星，超過6000個被監(jiān)控的大型碎片，超過20萬個大于1厘米但沒有被監(jiān)控的碎片。

　　假如每一個殘骸和碎片都能夠被確定軌道，那么在撞擊發(fā)生前相關(guān)機(jī)構(gòu)就能夠發(fā)布預(yù)警，以避免事件發(fā)生。但是，不管是人力還是計算機(jī)的運算能力都無法達(dá)到監(jiān)控每一個碎片的水平。更為重要的是，殘骸和碎片的軌道是處于變動之中的，有時一次燃料的意外泄漏就會改變一個物體的軌道，太陽和月球的引力也在改變它們的軌道。

　　美國五角大樓監(jiān)控了許多太空垃圾，但它也只能選擇監(jiān)控那些大型的、對國際空間站和航天飛機(jī)構(gòu)成威脅的物體。

解決方法

　　每天對這樣一個碎屑天體進(jìn)行持續(xù)1~2小時的激光照射，將足以使其每天移動約650英尺(約198米)。盡管這可能還不足以將其直接推離軌道，但是初步模擬試驗顯示這至少可以避免50%以上的碎屑撞擊事件。

　　事實上在此之前，美國宇航局的科學(xué)家們就曾提出過用激光器對付太空垃圾的想法。但當(dāng)時的想法是使用軍用級別的高功率激光器對碎屑進(jìn)行直接摧毀，或部分加熱碎屑表面，使其部分蒸發(fā)，形成一股反推力，從而使其改變軌道。但該科學(xué)小組表示，這一想法存在嚴(yán)重的缺陷：首先這種想法所需的超大功率激光器極其昂貴，費用是無法承受的，另外，這樣做幾乎肯定會引起其他航天強國的猜疑，他們會想：美國人究竟在干什么？他們的激光器瞄準(zhǔn)的真的只是太空垃圾嗎？

　　而新想法中將要用到的激光器和工廠中用來焊接和切割汽車鋼板的激光器沒有什么兩樣。每臺這樣的激光器都可以在市場上買到，價格大約是80萬美元。剩下的望遠(yuǎn)鏡引導(dǎo)系統(tǒng)的價格在數(shù)百萬到數(shù)千萬美元之間，這取決于你準(zhǔn)備新建一臺專門的望遠(yuǎn)鏡還是利用手邊現(xiàn)成的設(shè)備，比如空軍設(shè)在夏威夷毛伊島的光學(xué)觀測望遠(yuǎn)鏡設(shè)備，或設(shè)在澳大利亞斯特姆洛山(Mt.Stromlo)的觀測臺。

　　這樣做避免了復(fù)雜的技術(shù)問題，并且節(jié)約了大量開支，還可以大大降低其他國家對于此舉的猜疑和顧慮。這不是長久的解決方法。這種做法只能給我們爭取一定的時間，但這不能用來代替最終清理這些垃圾，以及最終停止產(chǎn)生新垃圾的措施。

　　而作為“凱斯勒癥候群”之父，凱斯勒本人對此也深表贊同。他同時還指出，光靠激光的光壓可能并不足以推動較大的太空垃圾。唯一的解決方法是防止地球軌道上再次發(fā)生大型物體的相撞事件。