
據美國國家航空航天局統計,人類跟蹤的太空碎片大約有3.46萬個,但軌道上可能還有1.3億個碎片由于體積太小而無法被準確探測。它們中的70%距地球表面約2000千米。
一枚硬幣大小的太空垃圾足以擊穿空間站的保護罩。
神舟十七號載人飛行任務新聞發布會上明確表明,除了常態化工作,本次飛行任務將首次進行中國空間站(天宮)艙外試驗性維修作業。
其實,工作人員在空間站前期檢查時就已發現,其太陽翼多次受到“微小顆粒”——太空垃圾的撞擊,造成輕微損傷。只是這些撞擊并不猛烈,都是在設計時就考慮在內的。
但隨著我國空間站未來的升級,空間和功能得以擴展,一旦遭遇大型太空垃圾撞擊,后果不堪設想。
太空垃圾真有這么大的危害嗎?
這些在太空中的碎片的行進速度,比高速公路的最高行駛速度快300倍。
碎片在太空中以大約每秒10千米的速度移動,由于兩個物體都移動得很快,所以相對速度會更高。即使是像油漆斑點一樣小的垃圾也是致命的。
一個直徑約10厘米的物體——一份手抓餅那么大——可以將一顆普通衛星撞成碎片;一個直徑約1厘米的物體——一顆花生那么大——可以擊穿覆蓋在國際空間站上的防護罩。
這些不是假設。
2021年,熟睡中的國際空間站宇航員被地面控制中心叫醒,他們接到指令:立即關閉重要艙門,進入避難程序。
原因是,俄羅斯反衛星導彈攔截了已經報廢數十年的情報衛星空間-1408,從而產生了超過1500塊可追蹤的衛星碎片,以及數十萬塊難以追蹤的碎片。這些碎片在太空中解體,距離國際空間站只差40千米,駐站的7名宇航員幸運地躲過一劫。
自2000年以來,國際空間站被迫移動了32次,以免過于接近這些“太空垃圾”。而且這些太空垃圾的形態可能超乎你的想象。
太空垃圾的正式名稱是軌道碎片。
它們可能是廢棄衛星的碎片,運載衛星進入太空的火箭、導彈的碎片,以及宇航員意外遺留的東西。
比如,宇航員埃德·懷特1965年放錯地方的備用手套,宇航員皮爾斯·塞勒斯2006年丟失的一把抹刀,宇航員蘇尼塔·威廉姆斯2007年太空行走時掉落的相機,等等。
不過絕大多數太空碎片像公交車一樣大,它們是人類制造的航天器的“遺骸”。美國國防部有一份目錄,記載了能被空間監視網絡追蹤到的、直徑大于10厘米的太空垃圾有2.7萬個;1厘米~10厘米之間的垃圾數量約為50萬個;1毫米~1厘米的超過1億個。
10厘米是一個分界值,對于直徑比10厘米大的太空垃圾,需要進行匯總和碰撞評估。“靠預警解決不了一切問題,因為有些太空碎片小到你還來不及反應就飛到了你眼前。”國際空間站前指揮官克里斯·哈德菲爾德說。
它們從何而來?
軌道衛星數量增長及碰撞是太空垃圾增多的主要原因。
軌道衛星進入太空的方式和倒垃圾一樣簡單。截至2015年,在第一顆衛星發射以來的58年里,人類總共向太空發射了7500顆有效衛星。到2023年,這個數字又增加了一倍多。這一增長在很大程度上是由埃隆·馬斯克旗下太空探索技術公司的星鏈計劃推動的。
最激烈的碰撞發生在2009年,美國通信衛星銥星33與退役的俄羅斯衛星宇宙-2251相撞,一年之內被識別出來的碎片就多達1740塊——這是人造衛星間的首次超高速碰撞。
這些太空垃圾多分布在近地軌道。由于地心引力和空氣阻力,500千米高度以下的太空垃圾更容易自然墜入大氣層并在墜落過程中燒毀。
而在通信衛星聚集的地球靜止同步軌道上,因為同時滿足0度軌道傾角和3.6萬千米的軌道高度,能夠實現與地球相對靜止,在此的太空垃圾一旦產生,很難“自燃消失”。
據估計,只有不到10%的碎片會自然脫軌并被燒毀。
現在,地球每周發射火箭3次以上,其中許多都是為部署衛星而發射的,每一次發射都可能產生更多的垃圾。

聯合國和平利用外層空間委員會早在50年前就提出了太空活動的相關建議,但這并未阻止“垃圾傾倒”。
其原因在于,在建議提出后,大規模的太空技術才開始進步,各國沒有義務遵守這些舊規則。該指導方案中也未涉及要移除已經在太空中的非活動衛星。
據國際咨詢公司麥肯錫的報道,可持續的空間活動應包括4個部分:認識環境、協調各方活動、盡量減少空間垃圾的增長和清除碎片。
歐洲航天局已經著手進行碎片清除了。他們把第一份太空垃圾清理訂單給了瑞士的一家清潔科技企業,以清理2013年運載火箭“織女星”發射衛星時留在太空的衛星支架。
有數據顯示,全世界仍有超過1/3(約29億人)的人從未使用過互聯網,數以萬計的衛星通信將會徹底改變這一現狀。
按美國科學家唐納德·K.凱斯勒于1978年提出的“凱斯勒效應”估計:總有一天,當地球軌道上的物體足夠多時,災難性的連鎖碰撞必將無法避免。
但足夠多是多少?發射衛星的科學家也不知道。
(心香一瓣摘自微信公眾號“國家地理中文網”)