泛滥成灾的太空垃圾

陈壮叔

英国萨里大学的卫星技术公司，揽接了法国政府的定单，后者不仅委托它制造卫星，还让其负责对卫星运行的监控。1995年8月，这颗卫星成功地进入空间轨道，以后一直运行顺利，时至去年7月，却出意外，该公司披露说，卫星与太空垃圾相撞，结果十分惊险。据新华社1996年8月16日专电说，一颗法国间谍卫星被垃圾击中，所幸打在其平衡杆上，在碰撞产生的高温中。这根金属杆即刻汽化，消失得无影无踪。

何谓太空垃圾?

自从1957年以来，全世界共发射了2万多件飞行器，其中还在工作的不到5％，而其余的1／3还在轨道上飞奔，但它们已不是完整的飞行器，早已解体，这包括失效的火箭，断电的电池，甚至还有一些废弃的核反应堆，更大量的则是它们裂成的大小碎块或碎片及微小颗粒。所有这些东西，宇航界称之太空垃圾，它们杂乱地充斥在地球周围的空间。到处乱窜。最令科学家担心的，是那些小碎片、微粒，即使用无线电探测器。也无法测出它们的位置，可是一旦碰上卫星或飞船，必酿成大祸。也许你以为这是杞人忧天吧。这么宽广的天空，怎么能相互碰上呢?上述那例活生生的事实，说明垃圾惹祸并非首次。

1983年6月．广为人知的“挑战者”航天飞机在它进入外空后．不久，机组人员看到一件怪事，它的舱外前窗玻璃上，有一碗豆大小的小孔。航天用玻璃可非一般，极为牢固，是什么东西碰击了玻窗，宇航员考虑良久，认为唯一可能的，是空间的小砾石。此事作为一个事故而报向宇航局。宇航局对此事故极重视，认为事关航天安全，当即派专家，使用电子扫描显微镜，对那碰坏的玻璃作了详细检查，根据小孔周围留下的微量物资，他们判定，肇事者乃太空垃圾——一粒盐粒大小的涂料皮!此事宣布后，令人大吃一惊，如此微细之物，在高速(13000公里／时)之下，竟然有这般大的冲击力。

专家计算指出，一颗在空间轨道上飞行的铝质弹子，它所拥有的能量，相当于一块400磅重物从十层楼掉下时的势能。他们说，如果当时“挑战者”碰上的是一只螺栓或旋凿，必将铸成大祸。令人担忧的不仅是这些碎片具有很大能量，还在于这些残物相互碰撞后。会产生更多的小碎片，且其速度将比撞前更高。这就进一步增大了对飞船的威胁；再说目前运行的卫星，它们不可避免地要丢弃某些物品，而且丢弃物有明显激增趋势。自1961年以来，有130多个庞大的飞行体在它运行的轨道中解体，变成了向四周纷扬的碎片和颗粒。实际的情况甚至比这更糟，因为这些太空垃圾，大都聚集在地球上空880公里的空域，而这里正是空间飞行器来往最频繁之地。

随着空间飞，行物(包括垃圾)的增加，碰撞的可能性也增大了。按目前的状况估计，碰撞的机会要比过去增大50％。专家预测。到2000年，空间轨道上飞行的每个物体，至少都经过一次碰撞的机会；到2010年，太空弃物将比80年代初增加3倍，共达2万吨之巨，届时，设在空间的太空科研站，每五年将遭到一次垃圾的袭击；宇航员在空间的行走，将变成一种十分冒险的行为；至2l世纪中叶，在空间的碰撞将泛滥成灾。

虽然大自然也有清除太空垃圾的能力，这就是地心引力，任何物体只要没有跑出地球引力的范围，它总要落到地面的。拿一颗儿童玩的玻璃弹子为例。若把它抛到480公里的上空，那么它可在那里呆上一年，而在空气稀薄的800公里以上的区域，则可滞留30年，在1400公里以上的外空可保持几个世纪。另一方面，太阳活动的变化将引起紫外辐射的强弱，以及大气层的膨胀或收缩，这些都将使得在650公里以下空域运动的物体，受到更大的阻力，从而加速它们下降的过程。有利于垃圾的清扫。但问题的严重性并未有所缓解，因为人类每年发射卫星等的数量，远大于自然界的扫除能力。

美国政府曾于80年代，委托一个专家小组，对太空垃圾的危害性及其对策作了评估、研究，他们写出了详细的报告，并分送给联合国安理会。

美军航天司令部对此也倍加关注，不惜巨资，在夏威夷哈里克拉山高达3300公尺的顶上，建立一太空监视站。他们跟天文观察的时间刚好相反，是在大白天，每当天空晴朗，光学望远镜就昂首观测，其他传感器(如光电学的、红外的)也紧紧跟上以作配合。这些观测设备紧盯着地球轨道上飞行的各种物体。并测定它们在空间的动态位置。迄今已有7000余件被他们判定为人造物，已列入太空监视站的目录，其中的95％，划定为垃圾，这里还有一只手套高悬于我们头上，那是著名宇航员阿姆斯特朗在空间行走时丢失的。监视站的一流设备，能看清飞行在37000公里上空的、8厘米大小的物件，但对更小的物体，更不用说微粒，那就无能为力了。可是这些小颗粒。一旦碰上卫星或飞船，若打在要害部位，后果是十分严重的。

迄今宇航界对太空垃圾，还拿不出一个直接有效的办法，专家们目前着眼于飞船、卫星的结构和制造工艺上。例如重新设计飞船和助推火箭，以减少垃圾的产生；在升空过程中，分离部分和其他遗弃物尽可能在低空丢掉，不使其成为太空垃圾；有的则建议，使卫星在特别轨道上运行，以后仍可重返大地；或者把废弃的卫星送入一“处理轨道”，如此等等。总的说来，难度较大或费用较高。

其实人类在自身文明的演进中，总是前进，克服障碍，再前进。相信这一航天飞行中的拦路虎。也不会是一例外。

(责任编辑杨剑鸣)