太空垃圾：應圾桶遲早倒扣在你的頭上

#鋼板45

衛星“NanoRacks- Remove Debris”的照片，由NASA公布。這個外形酷似漫威科幻電影《驚奇隊長》里“宇宙魔方”的衛星有著特別的用途：它可以收集太空中漂浮的垃圾碎片，并將其燒毀在地球大氣層里。

前不久，距離地球一千多公里外的太空中，兩枚太空垃圾向彼此靠攏，一度僅有25米的距離。如果它們相撞，形成的碎片云可能使近地軌道的空間碎片量增加10%至20%。這等于在地球上空放了一場巨大的煙花，而當煙花落下，我們每個人都將遭受重擊。一時間，太空垃圾成為“熱搜體”。事實上，近年來太空垃圾一直是各國科學家們致力解決的問題。它們對于我們的影響，絕對超乎你的想象。

致命的太空垃圾在敲門

根據歐洲航天局統計，目前大概有34000個直徑超過10厘米的各類人造廢棄物及其衍生物環繞著地球，此外，直徑1厘米～ 10厘米之間的廢棄物超過90萬個，小于1厘米的物體數量則超過1.28億個。它們環繞地球飛行，卻毫無用處，于是被統稱為“太空垃圾”。

中國第一位飛天航天員楊利偉曾經回憶說，他在太空里聽到了許多“咚、咚、咚”的響聲，但他不知道聲音的來源是什么。而這很有可能就是太空垃圾撞擊飛船時發出的聲音。寂靜無聲的浩瀚太空里，致命的太空垃圾在敲門……想想還挺嚇人。

由于近地軌道上的物體飛行速度極快，即使是很小的太空垃圾碎片也裹挾著巨大的動能。它們就像靜臥在軌道上的地雷，讓地球危機四伏。

更令人擔憂的是，大型太空垃圾很可能會導致世界末日的到來。雖然，一旦有太空垃圾的碰撞概率達到0.001%，人類就會對衛星軌道進行干預，但垃圾數量龐大，總讓人覺得防不勝防。

有人認為，0.001%的概率對地球產生的影響微乎其微。但僅在2020年，就發生了三起潛在的、需要人為干預的太空垃圾碰撞事故。幸得我們足夠警惕，事故最終沒有發生，但每次預警都還是讓全球監測站為人類的生死存亡捏了一把冷汗。

原來是這樣的太空垃圾

從人類踏入太空至今，已經產生了上億塊總重量超過8400噸的太空垃圾。其中大部分垃圾來自散落的火箭零件。當火箭升空后，其第一級，通常會自然地落人大氣層燒毀，但其他部分就沒有這么幸運了。它們在外太空與火箭主體剝離，永恒地漂浮在地球上空，無法前進，也不能下落。比如，發射阿波羅12號的土星5號火箭的第三級，就是一個著名的太空垃圾，科學家們親切地將它命名為“J002E3號天體”，并密切監控，避免它在不知不覺中要了我們的命。

除了火箭，衛星也是太空垃圾的一大來源。幾個月前，哈佛一史密松天體物理學中心的科學家喬納森-麥克道爾就對科技狂人馬斯克的SpaceX公司發出了警告。他對照了SpaceX和美國政府的數據后，發現已經發射上天的800多顆星鏈衛星中，大約有3%因故障而失效。數據看起來并不算高，但由于該太空衛星互聯網計劃規模龐大，即使3%的衛星失效，長此以往，數量也相當可畏——可能產生1200多顆“死”衛星……

更可怕的是，每一顆“死”衛星，還會繼續產生更多的太空垃圾。早在1978年，美國航天局太空碎片研究專家唐納德·凱斯勒就意識到了這種危險。按他的計算，如果地球低軌道的太空垃圾密度超過一定的數值，將產生級聯碰撞，也就是一塊碎片被碰撞后會產生多個碎屑，當這些碎屑又和其他太空垃圾發生碰撞，則會產生更多的碎屑，最終導致低軌道區域布滿太空垃圾，使低空衛星在這一區域很難“存活”，甚至人類發射更高軌道的衛星計劃也會因此擱淺。

歐洲航天局的太空垃圾專家本杰明·巴斯提達充滿了擔憂：“即使我們現在不再向太空發射任何東西，在200年內，大塊垃圾會碎成為小塊垃圾，從而讓太空無法使用?！?/p>

所以，如果人類想繼續探索太空的星辰大海，清理太空垃圾刻不容緩。

垃圾越來越多，人類何去何從

面對太空垃圾，各國都在積極行動。國際空間站是人類航天史上一座重要的里程碑。它有近兩個足球場那么大，由于位于低軌道區域，周圍遍布太空垃圾，國際空間站儼然成了一個活靶子。為了應對潛在的威脅，科學家們研發出了“惠普爾護盾”以保護國際空間站的安全。利用“物體在高速撞擊時，會爆發出極高的能量，從而使物體本身破碎、蒸發”的原理，“惠普爾護盾”采用了雙層設計。當小于1厘米的太空垃圾擊穿第一層護盾時，會碎成粉末，粉末對第二層的威脅相對減小，也許只會在空間站外表面留下微小的灼燒痕跡。但當大于1厘米的碎片來襲，人類除了改變空間站的運行軌道，能做的也只有祈禱。

2019年，歐洲航天局宣布，委托一家名為ClearSpace的公司，計劃在2025年開展人類第一個太空垃圾清理任務，由清理衛星ClearSpace-1執行任務。這顆衛星像一只大蜘蛛，它清理太空垃圾的方式是進入太空，耐心織網，慢慢接近垃圾，然后俘獲它們，再開啟返回推進器，與它們一起墜回地球。整個過程堪稱一場“死亡擁抱”。

其實，治理太空垃圾，科學家們一直都在提出設想，大開腦洞。比如，有科學家曾設計出一個帶有捕捉網的清理衛星，試圖將軌道中的大碎片都“撈”回地球。如果垃圾太大，撈不住，則從衛星上發射一枚魚叉叉住。為了避免越清理越臟，有的科學家還提出了一些更加瘋狂的想法，比如，在軌道上放上一塊巨型磁鐵，把太空垃圾全都吸過來……

真的很拼了。畢竟，我們把太空當成垃圾桶，未來，這只垃圾桶必然要倒扣在我們自己頭上。

垃圾+垃圾=更多的垃圾

2009年，美國的通信衛星“銥-33”與俄羅斯的報廢衛星“宇宙2251”發生了碰撞，兩顆衛星隨即從兩塊垃圾，變為了兩團由碎片組成的“垃圾云”。

垃圾連連看

1986年，“阿麗亞娜”號火箭爆炸，其殘骸擊毀了兩顆日本通信衛星，同歸于盡，統統變成了垃圾。十年后，這些垃圾又撞上了法國軍用衛星“Cerise”，使該衛星嚴重損壞，又變成了垃圾。

最可惜的太空垃圾

2010年，歐洲空間局發射（ ESA）的“Envisat”地面遙感衛星為了躲避一枚火箭殘骸緊急變軌。監測站的科學家們全軍出動，經過了精密的計算，好不容易得出一個安全的變軌方案。但該衛星已經消耗了過多燃料，最后無力返回地面，成為了巨大的太空垃圾。

與垃圾斗智斗勇的宇航員

2020年9月22日，國際空間站面對垃圾來襲，不得不升高軌道以躲避潛在的碰撞風險。當時在軌的3名宇航員也被迫全部離開空間站，進入俄羅斯“進步號”貨運飛船避難。