太空垃圾如何掃?

　　如今，對于未來的“星際旅行”來說，也許錢不是問題，而漂浮在近地軌道上的太空垃圾才是最大的威脅。這一點科學家們早有預料，并已經在不遺余力地準備對策。近日，日本宇航探索局（JAXA）正在和一家擁有百年歷史的制網企業進行合作，計劃兩年內織就一張巨大的“太空漁網”，用于“打撈”漂浮在地球軌道中的太空垃圾。
　　地球軌道正變成垃圾場
　　自1957年10月，前蘇聯宣布將第一顆人造地球衛星成功送入軌道開始，太空迎來了第一批人造垃圾。此后，隨著人類進軍宇宙的速度加快，伴隨著人類太空史上的一次次壯舉，越來越多的廢棄物被遺留在太空，成為空間環境的主要污染源。
　　美國知名航天專業網站space．com日前報道，在地球周圍的茫茫宇宙中，存在著50多萬塊較大的太空垃圾。五角大樓下屬的太空監測網發現，直徑超過10厘米的太空垃圾有2.1萬多件，直徑小于1厘米的垃圾則以數十萬計。這些垃圾有些是脫落的火箭推進器，有的是廢棄的衛星，也有航天器意外爆炸或者碰撞形成的碎片，還有一些螺絲和墊圈之類的零部件。此外，宇航員在太空作業時也可能不慎丟失物品，比如2008年11月，宇航員海德·斯特凡尼斯海寧·皮珀(Heide Stefanyshyn-Piper)在執行一次太空行走時不慎丟失了一個工具包，當時她試圖修復空間站太陽電池板上一個被卡住的齒輪。這個丟失的工具包重30磅，里面裝有注油槍、刮鏟工具和幾袋收集的殘骸物質，后來業余天文學家在太空軌道上發現了這個處于漂浮狀態的工具包。
　　令人擔憂的是，太空垃圾的數量還在與日俱增。2009年2月，美國的“銥星33”通信衛星與俄羅斯的廢棄軍用衛星“宇宙2251”在西伯利亞上空790公里的高度相撞，超過1600塊碎片散布到廣闊的太空。另一次重大事件發生在2007年，當時，中國在850公里的高度上摧毀了一顆老舊的氣象衛星，據說在軌道上產生了2500多塊大小不一的碎片。這兩次事件在近地軌道上“制造”了大量的廢棄物，可能讓更多的航天器被撞毀，反過來又會增加更多的太空垃圾，形成惡性循環。2010年5月初，美國通信衛星“銀河15”失控，又成為圍繞地球旋轉的太空垃圾中的一員。而國際研究團隊“太空安全索引”近期發布的《太空安全2010》報告稱，可跟蹤的太空垃圾正以每年15.6％的速度增長，不可監控的太空垃圾增長更快。
　　太空垃圾威力不可小覷
　　別看有些碎片個頭不大，但由于它們的飛行速度極快（約每秒6至7公里），因此蘊藏著巨大的殺傷力，對于軌道中的衛星和載人航天器來說，太空垃圾簡直就是天敵。由于空間碎片與航天器之間的相對速度很大，一般為每秒幾千米至幾萬米，因此，兩者即使是輕微碰撞，也會造成航天器的重大損壞。形象的說法就是，一塊僅有阿司匹林藥片大的殘骸就能將人造衛星撞成“殘廢”。而一塊10克重的太空垃圾撞上衛星，相當于兩輛小汽車以100公里的時速迎面相撞，衛星會在瞬間被打穿或擊毀。如果撞上的是載人宇宙飛船，那后果更是不堪設想。即便是個頭最小的螺母或螺釘與實施太空行走的宇航員相撞，宇航員也會立時斃命。
　　在人類太空史上，太空垃圾造成的事故和災難屢見不鮮。1986年，“阿麗亞娜”號火箭進入軌道之后不久便爆炸，化為564塊10厘米大小的殘骸和2300塊小碎片，這枚火箭的殘骸使兩顆日本通信衛星“命赴黃泉”。最近的一個例子是，2010年12月3日凌晨，波音公司研制的首架“太空戰機”X－37B結束了太空之旅，成功返回地球。然而，美國空軍隨后透露，X－37B受到了未監控到的空間碎片的撞擊，在熱防護瓦和機體上留下了大約7處凹坑，幸好未造成致命傷。事實上，國際空間站近年來也頻遭太空垃圾“偷襲”。2009年3月12日，由于一塊直徑約12.7厘米的太空垃圾接近國際空間站并可能對其構成威脅，空間站內的3名宇航員曾緊急疏散到與空間站對接的“聯盟”載人飛船上避風頭。
　　太空垃圾中有許多物體在進入地球大氣層時燃燒掉了，少數“大塊頭”的能夠抵達地球表面，通常落入太平洋或人口相對稀疏的地區。當然這種不可控的降落也造成了不可預測的后果。1997年，美國俄克拉何馬州的洛蒂·威廉斯被一塊5英寸（約12厘米）的金屬砸中肩膀，不過幸好沒有造成重大傷害。據后來調查，這塊金屬是來自太空中的一個火箭油料罐。而2009年7月另一塊金屬塊從天而降，落在英國東北部赫爾市一對老年夫婦家中的閣樓上，由于物體發燙，76歲的彼得不得不戴上微波爐手套才將其拿下樓來。據英國皇家空軍飛行安全分部調查分析，這塊金屬很可能已經在空中“游蕩”了至少10年。如果它墜落在街道上砸到人，說不定會出人命。這是英國皇家空軍開始監測空中降落物體5年來，首次發現太空垃圾殘骸墜地。
　　清理太空垃圾
　　如今，太空垃圾已經引起了各國的高度重視。雖然太空垃圾和運行航天器之間的破壞性撞擊尚未頻發，但專家指出這種慘劇的發生只是時間的問題。可是，清除太空垃圾遠比清除地球上的垃圾困難得多。為清理太空垃圾，日本宇航探索局聯合日東制網株式會社（Nitto Seimo），正在打造一張幅寬數公里的巨網。這張網由金屬線和人造纖維編織而成，網孔直徑約1毫米。它由一顆人造衛星攜帶進入軌道，然后脫離衛星開始“打撈”軌道內的太空垃圾。工作數周后，這張網連同它撈起的垃圾在磁力作用下被吸向地球，它們進入大氣層后開始燃燒，在落地前全部燒光。日本宇航探索局和日東制網株式會社已為此項目投入了6年時間，預計再有2年項目就會完成。不過這張網在打撈時能否做到準確無誤，不要把正常工作的衛星和其他航天器也當垃圾收走是令各界擔心的問題。
　　《太空安全2010》報告也把太空垃圾作為一個首要問題，這與美國政府在2010年6月發布的國家太空政策不謀而合。事實上，在過去幾年里，越來越多的科學家和軍事指揮官把太空垃圾視為嚴重威脅。這促使各國著手研究如何清理太空垃圾。曾任空軍軌道分析師的韋登認為，太空垃圾讓美國更加全面地審視太空威脅；之前，華盛頓關注的重點是敵對國家的太空武器，現在則更加警惕來自環境本身的非敵對事件。美國太空總署及其他太空機構已對大多數碎片逐一分類。目前，美國國家航空航天局正在試驗一種用“激光掃帚”清理太空垃圾的辦法。這一裝置可將運行在國際空間站軌道內的直徑1厘米至10厘米的垃圾“掃”出軌道。
　　一旦某個太空垃圾目標被鎖定，“激光掃帚”將發出一束激光，照射在太空垃圾背離地球的一端，使該部分氣化，然后利用氣體的反作用力推動太空垃圾朝地球的方向運動，最終使其進入大氣層燒毀。雖然這個試驗從2000年就開始，但由于激光發射裝置非常昂貴，可以擊中的目標有限，而且國際社會希望制定公約禁止在外太空部署激光武器，這成了應用這種設備面臨的另一個障礙。
　　我國也十分重視“太空垃圾”問題，從上世紀80年代就開始與有關國家開展這方面的研究工作。不過美國宇航局的尼古拉斯·約翰森表示，目前航天界還未能找到一個在技術和經濟上都行之有效的方案，同太空垃圾的斗爭還將繼續。