改變?nèi)祟惤ㄔ煨l(wèi)星的方式,不僅僅能減少太空垃圾!


太空是對所有人來說是一種流行的說法,但這很少是正確的,部分原因是空間是昂貴的,同樣部分原因是某些國家有幾十年的起步和完善的程序。然而重新考慮這些既定程序不僅可以解決不平等問題,而且還可以解決空間探索方面其他迫在眉睫的挑戰(zhàn)。丹尼爾·伍德(Danielle Wood)在麻省理工學院(MIT)的媒體實驗室(Media Lab)負責一個項目,專注于如何在太空做一些事情,進一步促進地球上的公平與正義。我們在太空的運作方式,關(guān)系到地球上的每一個人,但并不總是以一種好的方式。歷史的事實是,太空技術(shù),這是發(fā)生在太空的美麗歷史,但它也有混合的根源。

博科園-科學科普:這種矛盾心理在很大程度上源于太空競賽,在地緣政治格局下,強烈的民族主義將太空視為一種權(quán)力游戲——既通過幫助武器研究的硬實力,也通過尋求給新獨立的前殖民地留下深刻印象的軟實力。美國早期的航天工作也深深植根于軍事目標,第一枚火箭是由二戰(zhàn)后從納粹德國招募的工程師設(shè)計和制造。雖然丹尼爾·伍德意識到物質(zhì)安全的重要性,但她說,現(xiàn)在已經(jīng)不是改變太空目標的時候了,這樣項目就能與人類持有的其他價值觀更緊密地結(jié)合起來,比如正義。她將正義定義為確保每個人都能進入太空,并利用太空技術(shù)來實現(xiàn)當?shù)氐哪繕恕?/p>
地球被一團廢棄的衛(wèi)星所包圍,這些衛(wèi)星可能會對正在工作的宇宙飛船造成危害。圖片:NASA's Goddard Space Flight Center/JSC
她的研究工作重點是圍繞聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標展開。聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標是聯(lián)合國開發(fā)計劃署制定的17項全球優(yōu)先事項。樣本目標包括結(jié)束饑餓、確保獲得清潔水以及應對氣候變化及其影響。傳統(tǒng)空間技術(shù)有時的確解決了這些問題。例如衛(wèi)星數(shù)據(jù)可以為農(nóng)業(yè)實踐提供信息,整個衛(wèi)星艦隊都在關(guān)注氣候指標。但它們是在同樣的衛(wèi)星設(shè)計和火箭技術(shù)的限制下這樣做,而火箭技術(shù)是空間所有其他用途的基礎(chǔ)。Wood相信將這些價值觀作為一個項目的基礎(chǔ),因此它們貫穿于項目的每一步。想想我們首先是如何為火箭提供動力的——科學家懷疑大量的有毒可燃火箭燃料正在污染地球高層大氣。

工程師們經(jīng)常努力減少所需的燃料,但伍德將這個問題推得更深:我們能選擇不那么昂貴或操作起來不那么困難的材料嗎?因此,她的團隊正在研究石蠟是否可以取代火箭燃料,因為它更便宜、更安全。伍德研究的另一個領(lǐng)域是如何制造衛(wèi)星,目前的方法主要是設(shè)計一顆在地球上完成的衛(wèi)星??梢韵胂?,未來太空中基本上會有小型工廠,結(jié)合3d打印和模塊化部件等技術(shù),組裝可以轉(zhuǎn)移到太空,改變制造衛(wèi)星所涉及的工程問題和成本。這種方法還可能影響生產(chǎn)周期另一端的挑戰(zhàn)和成本。目前當衛(wèi)星不再使用時,大多數(shù)國家都小心翼翼地脫離軌道,以避免太空混亂——但幾十年來,第一批航天國家并沒有停止擔心在軌道上留下垃圾。

這給了他們一個優(yōu)勢,早期的太空工作者可能會對衛(wèi)星工程采取一種懶散的態(tài)度。只要它安全到達太空,在沒有損壞的情況下完成任務(wù),它就是成功的。由于太空垃圾已經(jīng)成為一個巨大的挑戰(zhàn),新一代衛(wèi)星建造商沒有這樣的奢侈——他們需要一個更清潔的結(jié)局。還必須圍繞已經(jīng)存在的碎片展開工作,設(shè)計軌道和技術(shù),以保護他們的創(chuàng)造物不受之前衛(wèi)星垃圾的破壞,而這些垃圾可能會造成極具破壞性的碰撞。它們也繼承了太空碎片在軌道上發(fā)生的物理現(xiàn)實。但是,重新考慮衛(wèi)星的生產(chǎn),太空垃圾可以從該系統(tǒng)中設(shè)計出來。

衛(wèi)星已經(jīng)達到了它們的目的,可以被分解成模塊部件,或者熔化成3D打印機的庫存材料,再生它們的后繼者。這樣的改革也可以縮小制造衛(wèi)星和將衛(wèi)星送入太空之間的差距。盡管像立方體衛(wèi)星這樣便宜的小衛(wèi)星數(shù)量激增,但更成熟的航天國家仍控制著大多數(shù)發(fā)射機會,只有一個明顯的例外,那就是聯(lián)合國幫助肯尼亞和毛里求斯等國建造從國際空間站發(fā)射的衛(wèi)星的一個項目。如果一顆衛(wèi)星可以在軌道上建造,它的創(chuàng)造者就不需要依賴發(fā)射能力。這將使更多的國家利用空間來追求對他們有實際意義的目標,并使空間成為一個更加公正的地方。

博科園-科學科普|文:Meghan Bartels/Space
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