警報!垃圾已經跑向太空

盧健龍

“廢棄的人造衛星、穿梭機拋下的燃料桶、空間站建造中產生的廢棄物、漂浮在宇宙中的無數太空垃圾……太空殘骸其實是非常危險的存在。2075年，這是宇宙垃圾成為社會問題的時代的故事。”動漫《星空清理者》每一集的開頭如是介紹。沒錯，如今在人類頭頂星空環繞的已不僅僅是夜空里的星星，更有數不清的曾被忽視的太空垃圾。

什么是太空垃圾

1957年10月4日，蘇聯向太空發射了人類歷史上第一顆人造衛星“斯普特尼克1號”，由此開啟了太空時代。從那以后，很多國家都逐步掌握了相關的航天技術，于是，大量的人造衛星、探測器、載人航天器和空間站等人造設備被送入太空，其中甚至還包括一輛紅色的特斯拉跑車，它于2018年被SpaceX的獵鷹重型火箭帶上了太空。

太空中有這么多的人造物體，除了少數像“旅行者1號”那樣逐漸遠離地球而去的例外，絕大多數都在地球附近的軌道上運行和工作。就像地球上的設備一樣，這些太空中的設備的設計使用壽命也是有限的，而且還會受到宇宙輻射等環境因素的干擾和破壞。在報廢之后，大部分設備會墜入大氣層中，與空氣發生劇烈摩擦并燃燒殆盡，但仍有一部分設備會留在環繞地球的軌道上繼續運行，比如發射于1958年3月17日的美國人造衛星“先鋒1號”在1964年與地面失去了聯系，但至今仍然在軌道上，它是迄今為止最老的在軌人造物體。

這些被廢棄但仍停留在軌道上的設備就是太空垃圾，但它們僅僅是太空垃圾的一部分。地球周圍的太空垃圾還包括發射衛星用的火箭的碎片和零件、航天器釋放出的固態燃料等，甚至還包括執行出艙任務的宇航員遺失的手套、攝影機、鉗子等小物品。這些太空垃圾會不受控制地在地球周圍運動，還經常發生碰撞，并產生出更多更小的垃圾碎片。

除此之外，人類還多次進行反衛星武器試驗，這一舉動也導致了太空垃圾的大量增加。反衛星武器試驗就是利用導彈去攻擊和摧毀太空中的人造衛星，比如美國在1985年用ASM-135反衛星導彈摧毀了軌道高度為555千米的Solwind P78-1衛星，我國也在2007年從西昌衛星發射中心發射導彈，擊毀了軌道高度為865千米的已報廢的氣象衛星“風云一號C”。雖然這些試驗的目的各有不同，但客觀上也導致了地球周圍太空垃圾數量的劇增。俄羅斯在2021年11月15日的反衛星武器測試中摧毀了宇宙1408號衛星，導致國際空間站里的宇航員緊急進入逃生艙避難。

艱難的太空垃圾清理術

與地面上的普通垃圾不同，太空垃圾一旦形成，便很難被人為清理，只能等待它們在太陽輻射壓力及大氣摩擦等因素的作用下自行墜入大氣層中，而且具體的等待時間存在很大的變數。美國在1963年實施了“西福特計劃”，就是將4.3億根銅制的偶極天線散布在高度為3500千米到3800千米的軌道上，這些長度為1.78厘米、直徑為17.8微米的偶極天線在地球周圍形成一個云狀環，可以反射無線信號，是美軍通信系統的一部分。當時的美國駐聯合國大使阿德萊·史蒂文森引用相關的研究論文，宣稱在太陽輻射壓力的作用下這些偶極天線只能在軌道上停留3年左右，然而現實情況卻沒有那么理想，一直到60年后的今天，仍然有一部分偶極天線在地球周圍飄蕩。

那么太空垃圾危險嗎？非常危險！很多太空垃圾的運動速度非常快，能夠輕松超越子彈的飛行速度，甚至能夠接近4.8萬千米/小時的超高速，要知道，手槍子彈的速度也才大約1440千米/小時。即使是看似不起眼的直徑僅有幾毫米的垃圾碎片，如果高速撞擊正在運行中的人造衛星和空間站等設備，也可能造成不可忽視的嚴重傷害，甚至威脅宇航員的生命安全。

為了盡可能地避免太空垃圾可能帶來的不良后果，人類已經建立了對太空垃圾的監控機制。2022年11月，美國空間監視網絡就報告了總共25857個地球周圍軌道上的人造物體，里面大部分是太空垃圾，而且這些能被監控并記錄下來的太空垃圾都是尺寸相對來說比較大的，還有大量小尺寸的太空垃圾處于無法監控的狀態。

科學家們也在探索主動清除太空垃圾的方法。其中一個方法就是從地面對著太空垃圾的前端發射激光，激光的燒蝕可以使太空垃圾減速，進而降低太空垃圾的軌道高度，使其最終墜入大氣層中。還有一種方法是發射專門的航天器去捕捉太空垃圾，并將它們帶到特定的集中點或者推入大氣層中。2016 年6 月，我國發射了自主研制的“遨龍一號”空間碎片主動清除飛行器?！板埤堃惶枴蓖ㄟ^伸出的一只機械“手臂”對空間碎片模擬器進行抓捕，開展了空間碎片非合作目標探測、識別、跟蹤與操作等在軌試驗。

如今，針對地球垃圾的清理已經逐步走上了正軌，然而太空垃圾是一個更不容忽視的問題，作為以星辰大海為目標的人類，我們的太空征程才剛剛開始。如果放任太空垃圾無序地增長下去，總有一天，對我們而言，連踏出地球第一步都會變得無比艱難和危險。