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太空垃圾问题日益恶化 专家呼吁为子孙后代留条出路

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发表于 2018-6-7 06:28:38 | 显示全部楼层 |阅读模式

 网易科技讯 6月5日消息,据Smithsonian报道,于1967年起草、并由世界上所有主要国家签署的《外层空间条约》(Outer Space Treaty),是最接近“太空宪法”的文件。对于在登月前就构思出来的文件来说,它具有很强的前瞻性:这份条约禁止私人开发月球和小行星等“天体”,并要求各国授权并持续监督企业在太空的活动。此外,条约规定空间探索活动应该代表所有人类的利益,并明确禁止在空间中使用大规模毁灭性武器。


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  图:艺术渲染图显示近地轨道卫星和碎片。目前70%的记录对象都在近地轨道上,即距离地球表面2000公里的上空


  但即便有如此令人印象深刻的远景,《外层空间条约》的作者们也无法想象我们现在的处境。目前,有1738颗人造卫星围绕地球轨道运行。随着建造和发射卫星的成本越来越低,我们甚至可以把它们想象成低空地球轨道上的无人机,它们的数量无疑会大量增加,并与空间站、太空游客、太空殖民者、太空矿工、军用航天器以及数以千计的废弃卫星和其他无法移动的碎片争夺有价值的太空空间。


  到目前为止,涉及到可持续管理轨道碎片和开采天体等问题时,还没有人知道如何应对科学和工程方面的挑战,更别提政治、法律和商业方面的挑战了。大不列颠哥伦比亚大学的行星物理学家亚伦·波利(Aaron Boley)说:“我们需要找到一条能够带来经济和科学机遇的道路,但是要尽可能减少损害,并希望不会发生冲突。”


  为此,波利和来自中国、美国、加拿大以及英国其他至少六名太空科学家、政策专家和法律学者,共同组建了世界上第一个太空可持续发展研究所(Institute for the Sustainable Development of Space)。本质上,这个机构是个以太空为中心的智库。这些来自科学、政策和工业部门的专家们的合作,旨在寻找长期的解决方案,以便未来的太空探索者能够继续利用太空。在《外层空间条约》的最初原则基础上,将国际治理的共同主题带到新太空时代。


  太空可持续发展研究所将于今年11月份正式召开太空政策会议,并举行研讨会,他们计划编制针对国家和国际社会的报告和白皮书。他们已经从彼得·沃尔高级研究学院(Peter Wall Institute for Advanced Studies)获得种子基金。随着他们对可持续发展话题的关注,波利及其团队给人的印象好像是一群太空环保主义者。他们想把太空当作全球的公共资源,人人都可以利用,但也必须加以保护,以便今天的空间活动不会危及未来。


  在地球上,人类为争夺森林或海洋资源冲突不断,人们甚至整个国家可能认为他们产生的影响很小,但是他们对资源的综合开采或污染导致了过度捕捞或物种生存受到威胁。可持续捕捞的物种可以无限期地生存下去,而某些做法可能会造成更持久的损害,如拖网捕鱼或提议中的海底采矿。


  威胁填补近地轨道或粉碎小行星的空间活动,也可能产生类似的后果。美国亚利桑那州立大学“新太空计划”(NewSpace Initiative)的研究主管谭雅·哈里森(Tanya Harrison)说:“我们几乎无法真正占领太空,并像划分国家边界那样分割它。因为无论任何人做什么,都会影响每个人。比如你的卫星占用了有用轨道空间或撞到很多其他卫星。”


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  哈里森、波利以及他们的同事认为,轨道碎片是当今太空发展面临的最紧迫、最可怕问题。他们说,随着我们在未来10年或20年见证近地轨道的商业化,情况只会变得更糟。如果将来这些轨道碎片引发连环碰撞,就像2013年科幻大片《地心引力》(Gravity)中描述的那样,那么它可能会产生难以穿透的碎片环,阻止人们未来进行其他太空活动。在真空、网捕或鱼叉碎片等未经证实的技术变得可行之前,我们需要临时的解决办法。


  目前,美国联邦航空管理局(FAA)、联邦通信委员会(FCC)和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)负责审查公司将卫星送入轨道的许可。每颗卫星都必须有自己的“碎片缓解计划”,这通常意味着它们要在25年内返回地球,或者在更高的位置进入“墓地轨道”(graveyard orbit)。那里仍然有碰撞的危险,只是危害要小得多。


  与此同时,美国空军联合空间作战中心(Joint Space Operations Center)也在追踪环绕地球轨道运行的物体,并在不断增长的数据库中对它们进行编目。但科罗拉多大学航天工程和卫星导航专家丹尼尔·谢雷斯(Daniel Scheeres)说,随着时间的推移,他们的轨道知识会逐渐退化,对于人类来说,远程操控卫星来避开并不完全了解的物体是很有挑战性的。此外,不断监测如此多的物体似乎也是一项令人望而生畏的任务,与传统的大型卫星相比,现在大量的小卫星更容易被送入太空。


  举例来说,任何时候,总部位于旧金山的私人地球成像公司Planet Labs都有大约200颗卫星在地球轨道上运行,这些卫星体型介于鞋盒和洗衣机之间。它们通常在海拔500公里的高度飞行,低于太空碎片最密集的区域,这使得卫星的轨道更容易在几年后自然衰变,直到在重返大气层时坠落并燃烧。该公司负责发射和全球地面系统的副总裁迈克·萨夫扬(Mike Safyan)表示:“大家都认识到,这对每个人来说都是最有利的,因为如果我们开始看到连环碰撞,碎片会产生更多碎片,那么每个人都会成为输家。”


  但如果不是每个人都为所有人的最佳利益行动呢?没有人对已经污染大气的大量不明和不可操纵的碎片负责,前几年美国卫星已经与俄罗斯已报废卫星相撞。佛罗里达州安柏瑞德航太大学(Embry-Riddle Aeronautical University)太空政策与法律专家戴安娜·霍华德(Diane Howard)说:“没有绝对的权威机构,也没有太空交警,美国不能指挥俄罗斯联邦该做什么,我们能做的就是围坐在桌子旁进行谈判。”


  数百名政府官员、行业代表、科学家以及退休的宇航员斯科特·凯利(Scott Kelly)将于6月20日在维也纳国际中心参加庆祝活动,庆祝第一次联合国探测与和平利用外部空间会议举行50周年,那次会议签署了《外层空间条约》。在庆祝活动中,与会人员将讨论“为造福人类的未来全球空间合作进程”,并将启动“和平利用外层空间委员会”(COPUOS)会议,其中包括关于空间可持续发展的讨论。


  “和平利用外层空间委员会”已经制定并批准了空间长期可持续性发展的21项准则。但委员会前主席、波利团队成员戴维·肯德尔(David Kendall)表示,他们的建议被委员会成员所允许的内容所束缚,而且科学界和商界在该组织中没有很好的代表。没有明确的国际领导和监督,也没有更新的《外层空间条约》,有些个别国家已经制定了自己的空间法。


  美国是许多大公司所在地,包括SpaceX、蓝色起源(Blue Origin)、行星资源(Planetary Resources)、深空工业(Deep Space Industries)和月球快递(Moon Express)等,该国2015年通过了自己的空间法。正如肯德尔所说,它包括了对《外层空间条约》一种堪称“自由式”的解读,比如允许美国公司在小行星上采矿、采集水冰等。


  美国密西西比大学空间法专家乔安妮·葛布利诺兹(Joanne Gabrynowicz)说:“这个智囊团的成立非常及时,因为管理体制正在发生巨大变化,人们需要关注环境和可持续发展问题。”与太空垃圾不同,太空旅游、月球基地和小行星采矿的前景和挑战似乎都很遥远,无论是从技术角度还是投资角度来看,都是如此。


  但这些羽翼未丰的行业可能很快就会起步,波利和他的合作伙伴希望在这一天到来前就做好准备。谢雷斯说:“这是个与气候变化和全球变暖有共同主题的问题。在某种程度上,我们必须意识到,我们正在用垃圾填满我们生活的空间。”(小小)


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