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確保地球安全免受空間核動力源影響

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最近,核動力源已被用在探測器、著陸器和漫游車上,用于執(zhí)行離開地球軌道的任務(wù),如圖中一位藝術(shù)家眼中的卡西尼號任務(wù);卡西尼號是為探索土星及其衛(wèi)星而發(fā)射的。為攜載核動力源衛(wèi)星制定了全球應(yīng)急準(zhǔn)備和響應(yīng)安排。(照片:美國國家航空航天局)

1978年初,當(dāng)重力將一顆以裝有45千克高濃鈾燃料的小型反應(yīng)堆為動力的失控衛(wèi)星拉向地球時,整個世界都經(jīng)受了磨練。由于“宇宙954號”撞擊點無法準(zhǔn)確預(yù)測,因此應(yīng)急響應(yīng)人員不得不假設(shè)會有有人居住的區(qū)域受到污染,并匆忙進行了設(shè)備和響應(yīng)程序的準(zhǔn)備。這是世界上首次出現(xiàn)載有放射性物質(zhì)的空間物體不受控制地重返大氣層的情況。

發(fā)射到地球軌道或隨航天器遨游的放射性物質(zhì)在發(fā)生事故時可能會對人或環(huán)境造成危害,因此需要在國際層面進行嚴(yán)格的應(yīng)急響應(yīng)規(guī)劃和有效的信息共享。這是原子能機構(gòu)上周為應(yīng)急響應(yīng)專家舉行的一個網(wǎng)絡(luò)研討會的主題。

在大多數(shù)核和輻射應(yīng)急情況下,將有足夠的信息讓人知曉潛在放射性釋放的位置,但在空間活動中,并不總是能夠預(yù)測撞擊的確切位置?!霸幽軝C構(gòu)已經(jīng)制定了各種安排,以分享有關(guān)任何即將返回的核動力衛(wèi)星的信息。原子能機構(gòu)事件和緊急情況評定官員Frederic Stephani在網(wǎng)絡(luò)研討會上說:“利用這些數(shù)據(jù),各國可以迅速做出響應(yīng),以保護公眾和環(huán)境免受事故后可能擴散的放射性影響。”

“宇宙954號”最終于1978年1月24日在加拿大西北地區(qū)墜毀,放射性碎片散落在600公里的范圍內(nèi),而在10萬平方公里的范圍內(nèi)都有放射性擴散。這項名為“晨光行動”的清理行動由加拿大和美國聯(lián)合協(xié)調(diào),回收了80件放射性物品。

“宇宙954號”墜毀便成為全球攜載核動力源衛(wèi)星應(yīng)急準(zhǔn)備和響應(yīng)安排的原型。

利用核動力探索太空

隨著空間物體被推進到往往遠離太陽的空間,以實現(xiàn)新的科學(xué)發(fā)現(xiàn),它們需要核動力源。但在空間核動力源應(yīng)用的發(fā)射、運行和服役終了任務(wù)階段可能發(fā)生各種事故。這些事故可能使核動力源暴露在極端的物理條件下,從而導(dǎo)致進入地球大氣層的放射性釋放。

對于美國國家航空和航天局(國家航空航天局)等空間機構(gòu),將根據(jù)每次任務(wù)的獨特特點適用不同的安全要求。美國國家航空航天局核飛行安全保證管理者Don Helton說:“美國采用完善的國家響應(yīng)框架來應(yīng)對范圍廣泛的各種事件,其中包括許多專門針對放射性事件的關(guān)鍵資產(chǎn),包括監(jiān)測和評估能力?!?/p>

應(yīng)急情況下的國際合作

在全球范圍內(nèi),已經(jīng)規(guī)定了明確的義務(wù)。根據(jù)《及早通報核事故公約》,如果載有核動力源或放射源的衛(wèi)星或其他空間物體發(fā)生事故,發(fā)射該空間物體的國家必須通知可能受影響的國家和原子能機構(gòu)。原子能機構(gòu)建立了業(yè)務(wù)安排,以支持各國履行這一義務(wù)。

原子能機構(gòu)全天候受監(jiān)測的安全網(wǎng)站,即事件和緊急情況信息交流統(tǒng)一系統(tǒng),為各國在核或輻射應(yīng)急期間交流緊急通知和后續(xù)信息提供了一個平臺。國際組織輻射應(yīng)急聯(lián)合管理計劃規(guī)定了國際組織在應(yīng)急期間協(xié)調(diào)行動的框架。

根據(jù)“國際組織輻射應(yīng)急聯(lián)合管理計劃”,作為聯(lián)合國負責(zé)外層空間事務(wù)的牽頭實體,聯(lián)合國外層空間事務(wù)廳(聯(lián)合國外空廳)負有明確的責(zé)任?!霸诎l(fā)生事故時,我們將與發(fā)射國聯(lián)絡(luò),以收集有關(guān)該物體的信息,并在必要時與能夠跟蹤空間物體的其他國家聯(lián)絡(luò),以確定重返時間框架和可能的撞擊點坐標(biāo)。然后,我們將確保向原子能機構(gòu)提供最新的軌跡和撞擊預(yù)測,用于進一步傳播,以協(xié)助應(yīng)急響應(yīng)工作,”聯(lián)合國外空廳方案干事Natercia Rodrigues在網(wǎng)絡(luò)研討會上說。

當(dāng)前威脅與未來計劃

聯(lián)合國外空廳還維護著《聯(lián)合國射入外層空間物體登記冊》。在發(fā)射到地球軌道或地球軌道以外的所有衛(wèi)星、探測器、著陸器、載人航天器和空間站飛行單元中,迄今已有超過86%在聯(lián)合國外空廳進行登記。

那么,未來再次發(fā)生“宇宙954號”類型墜毀事故的可能性有多大?

聯(lián)合國外層空間核動力源工作組是在“宇宙954號”之后一年設(shè)立的,該工作組主席Sam Harbison解釋說,由于太陽能電池板技術(shù)的迅速改進,以及為了避免不必要的潛在放射性物質(zhì)釋放,各國已不再在地球軌道上使用核動力源?!澳壳霸诘厍蜍壍郎系乃泻藙恿υ葱l(wèi)星都是在20世紀(jì)60年代至80年代發(fā)射的,估計其中最早的一顆要在100多年后才能重返地球大氣層?!?/p>

最近使用核動力源的是離開地球軌道執(zhí)行任務(wù)的探測器、著陸器和漫游車。實例包括探索土星及其衛(wèi)星的卡西尼號任務(wù),以及機器人漫游車,如最近發(fā)射并將于明年初抵達火星的火星2020毅力號任務(wù)。人們渴望利用核動力源來支持人類在月球或火星上的殖民地。Harbison說:“太陽能電池板不足以完成這種距離太陽很遠的長時間任務(wù)”?!八鼈儽仨氂审w積大、重量重、價格昂貴的火箭推進系統(tǒng)來補充。無論是返回旅程還是維持人類在月球或火星表面的活動,都將需要核動力源?!??

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