在上個世紀,隨著蘇聯發(fā)射第一個航天器,曾經寂靜一片的宇宙就熱鬧起來了。隨著科學技術的發(fā)展和航天技術的成熟,人類不僅成功登上了月球,實現了“嫦娥奔月”,而且還有望去火星上走一圈。
然而,隨著太空探索事業(yè)的蒸蒸日上,一個新的問題擺在了人們面前,或者說被制造出來,那就是太空垃圾——航天器的廢棄物或者廢棄的航天器。
太空垃圾
許多國家都選擇在航天器使用壽命終結或者無法維修時,將其墜落大氣層,化作燦爛卻有短暫的流星,但我國卻對一顆廢棄航天器采取了不一樣的態(tài)度,這個航天器就是東方紅一號。
上個世紀,我國緊隨蘇聯和美國等國家之后,發(fā)射了我國航天史上的第一顆衛(wèi)星——東方紅一號,而在幾十年前,東方紅一號就已經不再工作了,而是成為了漫漫太空中的太空垃圾的成員。
東方紅一號對于中國人具有不一樣的意義,因此便有人提議,希望能將東方紅一號帶回來,這件事到底能不能做到呢?我們從以下幾個方面進行解答。
東方紅一號
東方紅一號仍在太空中運行
太空垃圾其實是指宇宙中存在的一些人造廢棄物,比如說運載火箭過程中產生的一些碎片殘渣,或者是那些已經不能再工作的航天器等。這些廢棄物類型多樣,來源不一,但是無一例外,這些物體對太空中航天器的運行產生了極大的威脅,也對地面發(fā)射火箭或衛(wèi)星等產生了不利影響,增加了難度。
太空垃圾
這些人造廢棄物環(huán)繞著地球飛行,具有很高的速度,假如某個航天器或者衛(wèi)星躲避不及,直接撞上去,那么宇宙中可能會再多出來一份垃圾,就算航天器等沒有報廢,也會被嚴重損壞。而以人類現在的技術而言,在太空中維修這些航天器無疑是件極度困難的事情。
維修航天器
另外,在太空中的可不單單只有冷冰冰的航天器,一些火箭上還載著宇航員,一不小心,這些太空垃圾就會對宇航員的安全造成嚴重威脅。比如在影片《地心引力》中,就曾出現過這樣的情節(jié),女主和同伴出艙維修哈勃望遠鏡時,遇到了這些高速運動的太空垃圾,最后兩個同伴當場死亡,并且宇航器也發(fā)生了嚴重的故障。
高速運動的太空垃圾
因此對于科學家來說,越少的太空垃圾越能保障太空中宇航員的安全,也正是由于這一點,他們常常將那些已經廢棄的航天器通過地面操縱,將其墜毀大氣層。
東方紅一號已經停止工作幾十年了,我國卻依舊沒有選擇將其墜毀,難道是因為我們不知道危害嗎?其實并不是,東方紅一號對于我國人民來說,它具有太大的情感意義了。東方紅一號于1970年發(fā)射,是中國人第一次在宇宙中留下的印記,承載著無數中國人的航天夢想。
東方紅一號
另一方面,我國從連汽車飛機都造不出來到東方紅一號成功升天,在太空中成功播放出那一首《東方紅》,意味著我國可以驕傲的屹立于世界民族之林,它凝聚著太多人的淚水和汗水,因此我國人民對于東方紅一號具有非同一般的感情。
目前,根據《長征火箭與中國航天》文件我們可以得知,東方紅一號在近地點441千米、遠地點2368千米處運行,現在其傾角為68.44度,尚未被人為墜毀,那么我們可以帶東方紅一號回家嗎?
東方紅一號
機械臂
事實上,現在我國具有將東方紅一號帶回地球上的能力,甚至有能力通過改造讓它重新回到太空中工作,但有個問題,那就是無法在太空中捕獲東方紅一號,要知道,東方紅一號可是在高速運動,想要抓住它可謂是異想天開。
在根據真實事件改編的影片《太空救援》中,男主為了能與高速運轉的航天器實現對接,差點和隊友一起待在宇宙中回不來,由此可見困難。
太空救援
想要將其帶回來,首先要抓取,使用的工具自然不可能是人工,只能是空間機械臂了??臻g機械臂其實是一個智能機器人,只不過跟人一般想象的機器人樣貌不太一樣,其可以自主分析問題并采取解決措施,也可以在宇航員對其控制下進行維修對接工作,是目前宇宙航行領域出現的一個新方向。
機械臂最早是美國提出來的一個設想,主要是用來解決捕捉宇宙中運動的廢棄衛(wèi)星等廢棄物。
機械臂
其在20世紀八十年代就已經展開相關的研究和制造。
那么現在這項技術到底發(fā)展到什么地步了呢?我國天和一號空間站核心艙可以給出答案——核心艙里裝置的自由度機械臂,可以進行很多高難度操作,并且十分穩(wěn)固方便。與此同時機械臂也有個缺點,那就是它不能夠任意抓取物體。
中國空間站上就擁有機械臂
可以想象一下,一個人只有手臂沒有手是怎么樣的,機械臂也是差不多的情形,它缺少一只“手”,現在的機械臂只能對特定的飛船進行操作,無法直接抓取物體,自然不可能抓取東方紅一號并將其帶回來了。
那么帶回東方紅一號真的就只是癡人說夢嗎?其實也不盡然,有生之年還是可以期望一下的,因為目前人類已經研制出了機械手——加拿大手,而我國也正在緊鑼密鼓的研制相關機械手。
機械臂
加拿大手
說加拿大手之前需要先解釋一下加拿大臂。加拿大臂也是一種空間機械臂,在20世紀80年代由加拿大的一家公司主持設計的。第一次制造出來的機械臂有六個控制關節(jié),可以在宇航員的操控下,進行維修和回收工作,例如加拿大臂就曾經幫助宇航員維修哈勃望遠鏡,展現了自己在宇宙中的能力,現在已經研制出來更為先進的加拿大臂2。
加拿大臂
另外加拿大臂2也有自己的局限性,那就是它只能與特定接口的航天器進行對接,也就是說不是隨便哪個航天器,加拿大臂2都能進行捕獲。
加拿大臂2比我國機械臂先進的一個點就是其可以進行組合,這也是為了解決它自身的局限性。加拿大臂2可以和其它的機械臂組合起來,形成一個像“手”一樣的物體,在抓取物體方面取得了重大成就,并且不再受到特定接口的限制,可以抓捕任何物體。
機械臂對接航天器
這也正是我國不能帶東方紅一號回來的關鍵原因所在,只要這項技術難題不攻破,東方紅一號就只能在太空中繞著地球飛行。
雖然目前我國還沒有完全掌握機械臂組合技術,但也在發(fā)展相關技術。根據央視曝光的一個中科院3D演示視頻中,我們可以了解到中國已經掌握了部分相關技術,正在加快研發(fā)“機械手”。
機械手
或許我們可以將這只“手”命名為太空蜘蛛,因為從演示視頻中來看,它長得太像一只蜘蛛了。根據相關人員透露的消息,太空蜘蛛可以跟機械臂組合使用,不僅可以從航天器里取出小型物件,也能與機械臂分離,單獨工作,處理一些精細的工作。
雖然目前太空蜘蛛還在研發(fā)階段,但是我們有理由相信我國科學家的智慧,他們一定能研制成功,讓我國的機械臂技術再上一層樓,成功帶東方紅一號回家,可能在科學家的修復下,我們還能聽過過去歲月中響徹宇宙的那首《東方紅》。
東方紅一號
目前,我國的機械臂和機械手等研究比不上加拿大等國家,但我們也不應該感覺沮喪,這是因為我國的發(fā)展時間和技術基礎的確無法跟美俄等國家相比,甚至還面臨著技術壟斷的困境。我們應該相信,只要我們足夠努力,一定能達到領先世界的技術水平,成功將東方紅一號帶回家。