太空垃圾：包裹地球的“幽灵”

朱　洁

地球周围成了垃圾场，充满了各种卫星残骸、碎玻璃、螺钉等乱七八糟的东西，因此撞击事件发生的几率大大增加。如何处理这些垃圾成为宇航和军事部门首要头疼的问题。但是谁来做清扫的工作呢?

2009年3月12日，国际空间站上已做好了战斗准备：一块卫星碎片正在接近。前夜，美国国家宇航局和联合航空作战中心的负责人紧紧盯住探测屏，他们希望能够确认：检测到的物体只会带来很小的威胁。但是几个小时过后，他们改变了看法，这次是“红色警戒”!3名宇航员迅速冲进空间站内的“联盟号”飞船。万一发生撞击，他们要确保有办法返回地面。幸运的是，编号25090PAMD的太空碎片(直径12cm)最终与空间站擦身而过。

已经有十几艘飞船经历了类似事件。美国人在提到地球周围的垃圾场时喜欢称其为太空垃圾，它们已成为令空间工程师和宇航员们倍感头痛的难题。空间轨道已经成了太空垃圾的倾倒场。每年轨道都会新增200多枚垃圾。自从1957年10月Spoutnik1发射升空到现在，已经有3万多垃圾残骸在地球附近的近地轨道和同步轨道游荡。虽然随着时间的推移，有一部分在返回地面时烧毁在大气层中，但轨道上的“人口密度”仍相当大，如今尚有1.25万枚雷达可探测到的直径超过10cm的垃圾在编。保温毯、螺母、工具箱，甚至是出舱时丢掉的手套，还有大型设备，如空间站航天员搁置在甲板上的液氨燃料箱等，各种稀奇古怪的东西都有，总重量达5000吨。除此之外，还有约30万个较小的垃圾(直径1到9cm)和约3500万个1mm左右的碎片。

不要小瞧这些微不足道的小玩意，它们很有可能成为致命武器，使宇航员丧命，将人造卫星击穿或至少会擦坏航天飞机那些价值不菲的窗户。法国国家空间研究中心(Cnes)垃圾清理计划负责人费尔南多·阿尔比解释说：“即使是很小的物体，跟卫星碰上，也会产生巨大的威力。”

这些微小而致命的物体在太空中的寿命可能会很长。在800km的高度，它们可以存在200年之久，而在地球同步轨道，其寿命可能是无限的。“全世界每年有60到80次发射升空，就会有220个物体滞留在空间。”阿尔比说，“后果就是，太空垃圾的数量以令人难以置信的速度在激增，已经达到了警戒标准。”

随着太空垃圾数量的不断增加，它们之间的碰撞几率也大大提升，从而产生更多的碎片。科学家指出，当太空垃圾的数量达到一定程度，就有可能产生“雪崩”效应，使航天活动无法进行，近地空间完全失去使用价值。太空垃圾巨大的破坏力来自于它的速度，它和航天器撞击时的动能十分巨大。美国约翰逊航天中心宇航局轨道残骸计划办公署主管兼首席科学家尼古拉斯-约翰逊介绍：“一颗10克质量的空间碎片撞击航天器时，它的撞击效果就和质量1300千克，时速100千米的汽车撞击效果一样，后果是灾难性的。”

1991年12月，俄罗斯宇宙1934导航卫星和另一颗宇宙926卫星残骸相撞；1996年7月，法国西雷斯军用卫星与10天前发射的阿丽亚娜火箭第三级燃料箱爆炸碎片发生碰撞，造成卫星失事；2007年7月，欧洲Meteosat气象卫星碰到不明物体，轨道发生改变……这些都是典型的太空垃圾“宇宙交通肇事案”。2009年2月10日，美国的通讯卫星铱星33和俄罗斯的宇宙2251卫星在西伯利亚上空相撞。如今，人们还在对爆炸产生的碎片进行清理：已发现的有铱星33碎片159枚，宇宙2251卫星碎片355枚。

由谁以及如何清扫这些太空垃圾成了眼下的一大难题。2009年3月25日到27日在德国达姆施塔特召开的机构间空间碎片协调委员会(IADC)11个主要空间组织专家会议上，空间垃圾威胁成为主要议题。

至于如何阻止太空垃圾扩散，IADC的空间专家们建议在卫星完成任务后清空燃料箱，以减少爆炸的可能性。他们还希望把近地轨道上的残骸引入大气层焚毁，以此来把它们的寿命限制在25年内。同步轨道上的飞行器则被发配到300km以外的轨道坟墓里。研究办公室也在开发用于捕获残骸的系统(cnes)，通过从捕获卫星上伸出的光缆网捕获，或是通过强力激光束把垃圾轰入大气层，或是像折叠帆一样，一旦完成使命，就展开空气囊减速返回地球。Cnes微型卫星试验将在2到3年内完成。