七、环境的二次评估及对工程的反思(第3/24页)

于是他们决定拋开相对速度,只匹配位置和时间,按部就班。这种情况下,太空垃圾会以每秒数千米的相对速度飞进球体内部。光靠橡胶和弹簧根本承受不住。因为超过了它们的收缩速度。这也就决定了不可能保全垃圾的形态。只有以破坏为前提才可能实现清除。

可即便是破坏,普通的铝板、瓷板或者是用于防弹背心的凯夫拉纤维布也吃不消。太空垃圾携带的强大动能在撞击瞬间会转化为热量,上述几种材质根本无法抵挡。那部分会蒸发、爆炸。

即便可以制造出厚到足以抵挡热量的材料,也会因为过重而无法由火箭发射上天。而可以发射上天的小面积材料又无法被太空垃圾命中,发射毫无意义。另外,如果使用不够结实的材料,爆炸破坏后,其本身还会成为新的太空垃圾。

为了解决上述难题,立体网眼构造的扫除机应运而生。

扫除机的钢线绞线和其弹簧状的外形相反,完全不是柔软地接住太空垃圾。碰撞的垃圾会以快于绞线收缩的速度飞进来。

垃圾在飞进来的过程中,在蒸发钢线的同时,自身也会蒸发。

其自带的动能会迅速转化为热量。当热量超过沸点,物质会气化继而引发爆炸,但爆炸气浪会从绞线的网眼中逸出。虽然绞线可能会因此穿孔,但是还不至于损坏。

在扫除机内部飞行几十米后,太空垃圾要么完全气化,要么至少成为丧失动能的碎片。待气化的气体扩散开后,就可以捕捉收集垃圾碎片了。

最终排出扫除机的是一厘米以下的细小碎片、一厘米以下的被切断的钢线、气体及热量——无一会对太空飞船造成损伤。

这就是扫除机粉碎太空垃圾的原理。它最大可粉碎直径一米的太空垃圾,寿命可持续到支撑百吨自重的推进剂消耗完为止。在推进剂消耗完之前,扫除机会被投入大气圈,燃烧殆尽。

另外,还有一个问题——如何发现太空垃圾。说起来,“一英寸的恶魔”级别的太空垃圾,正是因为无法发现才麻烦。如果可以发现的话,直接避开就好了。

据传,在这方面经验丰富的美国宇宙军在技术层面上可以发现一英寸级别的太空垃圾,但他们称之为国防机密,所以一直未公开相关技术。另外,无论使用何种方法,在地面上进行观测总是有局限性。南美洲那位业余观测者能发现35665号实属例外。

所以,苹果十号才决定搭载光学望远镜,追随扫除机。望远镜虽然听起来比较原始,但是在大气圈外,可视光不会减弱,波长短,分解能高,是非常有效的手段。而且,并不是由人直接用望远镜进行观察——而是由接眼部安装了高像素CCD装置,计算机负责图像处理。利用苹果号自转进行凌日观测,以两分钟一次的频率全方位扫描地平线上方。高度三百五十千米上可视的地平线半径约为二千二百千米。只要在此范围之内,便可精确地捕捉到太空垃圾并进行轨道计算。更高的轨道或者椭圆轨道上的太空垃圾虽然无法捕捉到,但是此类太空垃圾发生撞击的可能性较低,故不在此次任务对象之内。

另外,并不是发现太空垃圾后就奋起直追。前面说过,追逐垃圾会造成推进剂的巨大浪费。必须在推进剂允许的范围内计算最合适的接触轨道。尽可能在少耗费推进剂的情况下找到可以接触的轨道,绕地球旋转几周后,才可拦住垃圾。但如果找不到合适的接触轨道就只能放弃。这也算是一种局限。

第六大陆计划E阶段即轨道清扫任务,每隔几小时就要清理一个太空垃圾。这项作业需要工作人员足够踏实和耐心。

处理完38124号太空垃圾后,三人返回苹果十号的居住舱。虽然与下一个垃圾接触要等到五个小时后,但是期间他们并没有闲着。由于清除太空垃圾并不盈利,每一次发射火箭的钱都等于打水漂,所以居住舱塞满了各类利用微重力运转的机器——他们必须利用这些机器赚钱。