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Why is space junk such a big problem?

2025/2/20
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What in the World

AI Deep Dive AI Chapters Transcript
People
C
Caroline Steele
H
Hannah Gelbart
W
Wanjiku Chebet Kanjumba
Topics
Hannah Gelbart: 我主持了本期节目,讨论了太空垃圾问题日益严重的原因、它造成的影响以及人们为解决这个问题所做的努力。我们采访了BBC科学记者Caroline Steele和肯尼亚航空航天工程博士生Wanjiku Chebet Kanjumba,她们分别从不同角度阐述了这个问题。 首先,太空垃圾的数量正在急剧增加,这主要是因为越来越多的卫星被发射到太空,而这些卫星最终会成为太空垃圾。这不仅包括政府发射的卫星,也包括像SpaceX和亚马逊这样的私营公司发射的卫星。据估计,到2030年,在轨卫星数量可能会超过60000颗。 其次,太空垃圾对在轨运行的重要卫星构成了碰撞风险,这些卫星对我们的日常生活至关重要,例如GPS导航、通信、地球监测和天气预报等。即使是很小的太空垃圾碎片,由于其高速运行,也可能对卫星造成严重损坏。 最后,我们讨论了如何解决太空垃圾问题。目前,一些公司和政府正在研究各种解决方案,例如使用巨型爪子或网来捕获太空垃圾,以及使用激光来改变太空垃圾的运行方向,使其坠落并在大气层中燃烧。此外,未来发射卫星时,可能需要制定一个计划,以便在卫星寿命结束时将其清除出太空。我们还讨论了使用更可持续的材料(如木材)制造卫星的可能性。 Caroline Steele: 我是BBC科学记者,我解释了什么是太空垃圾,以及为什么它是一个日益严重的问题。太空垃圾是指任何围绕地球运行的人造物体,但不再有用。它包括报废卫星或碰撞后的碎片。大部分太空垃圾非常小,但由于速度极快,仍然可能造成重大损害。 卫星不会坠落到地球是因为其速度足够快,能够克服地球引力,从而保持轨道运行。太空垃圾与重要卫星碰撞的风险很高,因为这些垃圾以极高的速度运行,即使很小的碎片也能造成严重损坏。私营公司也参与发射卫星,这加剧了太空垃圾问题,预计到2030年,在轨卫星数量将大幅增加。 太空垃圾不断累积可能导致连锁反应(凯斯勒综合征),最终使太空变得无法使用。虽然太空垃圾坠落到地球的事件并不常见,但随着太空垃圾数量的增加,这种情况发生的频率可能会增加。最糟糕的情况是凯斯勒综合征,这将导致太空变得无法使用,我们必须停止发射卫星并清理太空。目前,一些公司和政府正在研究各种解决方案,例如使用巨型爪子或网来捕获太空垃圾,以及使用激光来改变太空垃圾的运行方向。未来,发射卫星时可能需要制定一个计划,以便在卫星寿命结束时将其清除出太空。我们还讨论了使用更可持续的材料(如木材)制造卫星的可能性。 Wanjiku Chebet Kanjumba: 我是肯尼亚航空航天工程博士生,我介绍了一些正在开发中的清除太空垃圾的技术,例如使用机器人手臂、网、电动力系绳和激光。这些技术仍处于实验阶段,但我对未来找到更具体的清除太空垃圾的方法持乐观态度。

Deep Dive

Shownotes Transcript

您好,我是汉娜·盖尔巴特。欢迎收听BBC世界新闻台的本期《世界上的什么》。12月底,一个巨大的火热金属环从天而降,落在肯尼亚的一个小村庄。那里的人们都在想,这是什么?它从哪里来的?它是外星飞船吗?我突然听到一声巨响,像炸弹一样。我吓坏了。

我开始四处张望,也在想是不是枪声。我抬头望向天空,看看是否有烟雾。什么也没有。真相远没有那么刺激。肯尼亚航天局表示,这是一块太空垃圾,是漂浮在太空中的数百万块垃圾碎片之一。我们发射的卫星、探测器和火箭越多,留下的废物就越多。所以今天,您将听到我们为什么会有这么多太空垃圾,它会造成什么样的问题,以及一些人如何试图清除它。

五、四、三、二、一。为了帮助我们筛选所有碎片,BBC科学节目主持人卡罗琳·斯蒂尔现在在演播室和我在一起。你好。你好。感谢你邀请我。欢迎回来。

卡罗琳,首先,什么是太空垃圾?太空垃圾基本上是指任何围绕地球运行的人造物体,但它已经没有用了。就像退役的卫星或碰撞后留下的卫星碎片。事实上,我这里有两块太空垃圾。说实话,它们看起来有点像用锡纸包着的烤土豆。好的,这个是用锡纸包着的苹果。这个是用锡纸包着的酸橙。但如果这些是太空垃圾……

你认为哪一个更常见?我想象中的太空垃圾应该是一块相当大的金属。所以我选较大的土豆。确实有这么大的太空垃圾碎片。事实上,有3万块太空垃圾的直径大于或等于10厘米。听起来很多,对吧?但实际上,正确答案是秘密碎片三号,

这个小点,你看到了吗?这是一小块锡纸,比我的小拇指指甲还小。是的,如果你计算一下直径小于1厘米的太空垃圾碎片数量,就有数亿块这么小的碎片。很难知道确切的数字,因为我们无法计算它们,因为它们太小了,但大多数太空垃圾碎片的直径小于1厘米。所以我们说的是非常非常小的东西,但由于它们移动速度非常快,它们仍然会造成很大的损害。

为什么它们就悬挂在太空?为什么它们不落到地球上,或者,我不知道,为什么它们不被吸收到更大的东西里?如果我们……

这不再是太空垃圾了。这是一颗卫星。如果你只是把一颗卫星从地球上发射出去,它会因为重力而落回地面。如果我把它扔过演播室,会发生什么?它会以一种弧形运动,但它仍然会落到地上。是的,没错。它会向前移动,但它仍然会落到地面,因为地球的重力把它拉向地面,对吧?好的。现在,我需要……

地球,你把它藏在旁边了。我有一个漂亮的大地球仪。我只想把它转动一下。你可以同时这样做。让它更混乱。好的,我要转动地球仪。如果我站在山顶上,说,好的,现在我们需要停下来。比如说,我在哪里?我在加拿大北部。我在加拿大北部的一座山顶上。它比珠穆朗玛峰高十倍。我用这么快的速度把它扔出去。我非常强壮。这是一个超级好的投掷。好的。

这颗卫星将以极快的速度向前移动。它仍然会被拉回地球,但由于它的速度非常快,而且起始高度很高,它实际上并没有落到地球上,因为地球是弯曲的。它只是不断地以圆周运动下落。实际上,我需要小心,因为绕地球运行一圈后,这颗卫星会打到我的后脑勺,因为它最终会回到同一个地方。这就是为什么它不会

它不会飞到太空中。为什么这是一个问题?你说,有3万块碎片小于10厘米,但实际上数百万块太空垃圾就悬挂在太空中。这有什么问题?

令人担忧的是碰撞,因为除了我们所有围绕地球运行的太空垃圾外,还有一些非常重要的卫星在那里,对吧?我们有用于GPS导航的卫星。我们有用于通信的卫星。我们有用于监测地球、预测气候变化、预测天气的卫星。你知道,我们的生活完全依赖于这些卫星。它们与太空垃圾碰撞的风险很高。你可能会认为像这样的小东西不会真正影响

以令人担忧的方式影响航天器。但它们以每小时数千公里的速度飞行,有些比子弹还快。所以这可能会造成严重的损害。说到卫星,以前只有政府发射卫星,但现在公司也在发射,比如SpaceX和亚马逊。这是否加剧了这个问题?是的,我们正在将越来越多的卫星送入轨道

一些估计认为,到2030年,我们可能会有6万颗卫星在轨道上运行。这至少是我们现在拥有的卫星数量的10倍。更多的卫星意味着更多的碰撞,意味着更多的太空垃圾,意味着更多的退役卫星,基本上意味着我们需要担心的事情更多了。这让人联想到海洋中的塑料袋,我们所有的垃圾填埋场。你知道,我们已经用垃圾填满了地球,现在我们也用垃圾填满了太空。这有点……

令人悲伤,不是吗?真的很悲伤。有没有临界点?会不会有一天太空里没有垃圾的空间了?是的。所以有一种理论认为,当太空垃圾数量达到一定程度时,一次碰撞会导致大量碎片,这些碎片会继续与另外三样东西相撞,导致更多碎片,这些碎片会继续与另外十样东西相撞,基本上……

我们所有的卫星最终都会卷入碰撞。这可能会非常成问题。这就是所谓的凯斯勒综合征。所以会有这么一个点。我们不知道这个点在哪里,也不知道我们离这个点有多近。但这显然是我们需要避免的事情。正如我们听到的,卡罗琳,这种情况确实会发生,对吧?足够大且由合适材料制成的太空垃圾碎片实际上可以到达地球。这就是肯尼亚发生的事情。这种情况有多常见?

答案是不太常见。这种情况确实会发生,就像在肯尼亚发生的那样。你知道,人们听到他们认为是枪声的声音,跑到外面,看到一个巨大的金属环发出红光,因为它进入大气层时非常热。它的宽度为2.5米,重半吨。这相当大,对居民的影响也相当大,即使只是从“哦,我的天哪,那可能是我的房子”的角度来看。这种情况确实会发生。

但并不经常发生,原因有几个。首先,当太空垃圾进入我们的大气层时,大部分都会燃烧殆尽。如果它没有燃烧殆尽,它最有可能落入海洋,因为我们的海洋覆盖了地球的70%。即使它确实落到陆地上,人类实际上只占据了陆地相当小的一部分面积。所以它不太可能落在人类居住区,但有可能。

即使它确实落入人类居住区,它不会落在田野里,而是落在某人的家或其他人身上的可能性很小。尽管随着太空垃圾的增多,这可能是我们会更频繁看到的事情,但这可能不是我会失眠的事情。你认为这里最糟糕的情况是什么?所以,如果我们用东西填满太空,而且没有多少东西会掉下来,它会悬挂在轨道上,正如我们所说,

太空会变得无法使用吗?我们还能把更多东西送入太空吗?这会影响我们所有的卫星、通信、互联网、天气和其他一切吗?是的,我的意思是,我认为最糟糕的情况是凯斯勒综合征,我们会经历一次爆炸,导致更多爆炸,导致更多爆炸,导致更多爆炸,基本上会使很多东西变得毫无用处。然后我们必须改变我们的重点。我们必须停止发射更多卫星,而是真正解决这个问题,清理太空。

但希望我们不会走到那一步,我们会尽早解决这个问题。

那么我们如何清除所有这些太空垃圾呢?这是万吉库·切贝特·坎久巴。她是来自肯尼亚的博士生,研究航空航天工程。我知道一些已经过测试的技术,这些技术在不久的将来可能是可行的。但我相信,欧洲航天局正在进行的一个积极项目是“清除太空一号”任务,该任务计划于明年2026年进行。

他们将主动清除一块碎片。我还了解到一些正在测试的技术,例如机械臂和网、电动系绳和激光,可以将碎片推向不同的方向。

但是,你知道,就我所知,这些技术仍处于实验阶段。但我对我们能够找到更具体的步骤来清除已经存在的任何太空碎片,并防止产生新的太空碎片持乐观态度。

卡罗琳,当GQ提到激光时,它们如何用于清除太空垃圾?激光最终可能对那些太小而无法用巨大的爪子或巨大的网收集的太空垃圾非常重要。所以如果你有那么一小块太空

在你上方或下方的太空垃圾,所以激光可以从地球或太空使用,你可以用激光轻轻推动它,改变它的运动方向,以便它最终螺旋下降到地球,并在我们的大气层中燃烧殆尽,但困难的是,你目前还不允许干扰别人的太空垃圾,以及别人的卫星,因此也包括太空垃圾,所以

关于太空垃圾,一场法律领土争夺战正在进行。是的,你不允许说你用激光照射别人的卫星碎片,因为它最终是卫星的一部分。所以在我们使用激光之前,还需要解决这个问题。公司、政府、将所有这些东西送入太空的人,他们是否正在做些什么来清除这些东西?是的,正在进行大量的研究。

正在研究不同的解决方案。有一家公司正在研究发射带有巨大爪子的卫星,另一家公司正在研究发射带有巨大网的卫星,每颗卫星都可以捕捉一大块太空垃圾,并将其带回地球。但目前,没有法律义务要求你清理自己的垃圾。

有一些团体正在开展运动,鼓励公司和政府考虑卫星在轨运行的寿命,以及卫星的报废或寿命终结。所以未来可能发生的一件事是,当你发射一颗卫星时,你需要制定一个计划,说明你将如何将其从太空中取回。这可能是让卫星上有一些燃料,以便在其寿命结束时,你可以将其炸回地球,使其在大气层中燃烧殆尽。

如果我们停止发射最终无休止地绕地球运行的卫星的火箭,如果我们开始承担责任并将我们的垃圾带走,这将解决一个问题。这是否与这些卫星的材质有关?因为它必须是金属,对吧?它必须是最耐用的东西。我一直在阅读关于这些可持续卫星的文章。你知道,它们会用其他材料制成吗?

是的,目前大多数卫星都是用金属制成的,原因有几个。首先,它非常轻,所以发射起来比较便宜。你不需要那么多燃料,因为它非常坚固。

但它不是非常可持续的,因为我们无法替代它。你知道,金属的数量是有限的。而且,当它返回大气层时,现在有证据表明,当它汽化和燃烧时,它会在我们的大气层中留下这些微小的金属颗粒。我们不知道这会造成什么后果,这对未来意味着什么。所以有……

日本科学家一直在研究另一种选择。去年,一颗木制卫星发射升空。所以它是一个用木头制成的小盒子,这可能是未来的可持续选择,因为我们可以种植更多的树木。而且,当它返回大气层时,它可以以一种清洁的方式燃烧,而不会释放这些微小的金属颗粒。

但问题是,它够结实吗?它能承受足够的热量吗?你知道,它在太空中能持续多久?所以目前,它正在接受为期六个月的评估。我们现在正处于这六个月中。所以我们很快就会知道木头是否是一种可行的材料,可以在未来用来制造卫星。这听起来确实有很多人都尝试了创新的解决方案。他们试图解决太空垃圾的问题,因为……

我不想看到我们在地球上所做的事情在太空中被复制,只是绝对充满了我们的垃圾。是的,我认为有一种感觉,这是我们的问题。情况越来越糟,我们需要解决它。政府和公司面临着更大的压力来考虑这类事情。所以我希望在10年后,我们既能看到更多对人类有用的卫星,也能看到更少的太空垃圾。卡罗琳,非常感谢你来到演播室。谢谢你的邀请。

感谢您的观看、收听和加入我们,无论您身在何处。这是来自BBC世界新闻台的《世界上的什么》。我是汉娜·盖尔巴特,我们很快就会推出下一期节目。再见。