垃圾分類大家都知道了嗎（大聲）？但是，除了地面上的垃圾需要分類、清理、再利用；太空中的垃圾又該如何分類呢？提前了解一下吧！
自1957年人類發射第一顆人造衛星，已經將超過8000顆衛星送入了地球軌道。那麼問題來了，這些衛星運行過程中所產生的太空垃圾，屬於垃圾分類中的哪一類呢？
Q：太空垃圾指的是什麼？
受訪專家 / 吳相彬，國家天文臺高級工程師，長期從事空間碎片預警和空間突發事件研究。
吳相彬：太空垃圾如果用學科語言表述，被稱作空間碎片，是指在軌運行或再入大氣的、無功能的人造物體及其殘塊和組件。通俗地說，要當太空垃圾需要滿足兩個條件：一是發射到太空中的人造物體，二是本身沒啥功能或失效了。
舉些例子：
1、遺棄的太空飛行器和運載火箭箭體殘骸
每個太空飛行器都有其自身的工作壽命，運行幾年後，或因燃料耗盡，或因載荷元器件罷工而報廢。同時，太空飛行器上天離不開火箭，火箭中的一部分會隨太空飛行器進入地球軌道，繞著地球轉個沒完沒了。這些火箭和報廢的衛星就屬於空間碎片。目前仍在軌的失效太空飛行器數量超過5000個。
2、太空飛行器發生爆炸和碰撞解體產生的碎片
這些垃圾都在各自的軌道上運行，有些儲存著燃料，時不時就炸給你看或撞給你看。迄今為止，近地空間已經發生了大約200多次爆炸和碰撞解體事件，產生的碎片數量佔碎片總量的50％以上。2009年美國和俄羅斯的衛星意外相撞，目前已發現產生的10cm以上的碎片就有兩千多個。
太空垃圾
3、固體火箭點火產生的燃燒物
太空飛行器使用的固體火箭點火上千次產生的三氧化二鋁熔渣，目前數量已達千萬量級。
4、核動力發動機的冷凝劑
在1980年至1988年期間，前蘇聯共發射了16顆採用核動力的雷達衛星，估計產生26萬個直徑在3毫米到4釐米的冷凝劑顆粒滯留在1400公裡高度的軌道上。
5、太空實驗物
1961年和1963年，美國開展空間科學試驗，把數百萬簇銅針撒在3600公裡高的極地軌道上。
6、在軌操作產生的操作性碎片
太空飛行器在軌操作過程中會產生碎片和脫落物，如「一箭多星」發射時的衛星支架、相機及望遠鏡鏡頭蓋等等。還有航天員的生活垃圾，之前不太講究，直接打個包，順窗戶一扔，成了名副其實的太空垃圾。這些地面上的溼垃圾，在太空卻成了有害垃圾！
Q：地球周圍大約有多少太空垃圾？
吳相彬：目前空間碎片總質量達到幾千噸，美國已編目的尺寸大於10cm的在軌碎片數量已超過23000個，尺寸在1cm至10cm之間的碎片約70萬個，尺寸小於1cm的碎片數以億計。注意這裡是按照尺寸分類說明的，因為尺寸關乎到碎片的危害。
1957年至2017年空間物體數量變化趨勢圖
Q：太空垃圾會帶來哪些危害？
吳相彬：這些太空垃圾的危害主要包括兩個方面：對天上的衛星、對地面的人員。
先說天上的事。高中的時候我們學過一個著名的物理量——動能，動能等於質量乘以速度的平方的一半。質量和速度越大的物體能量越大，這些太空垃圾的速度大約10km/s。照此計算，一個瓶子蓋之類的小東西的能量和時速百公裡的汽車相仿。懟你一下，就問你怕不怕！當然，這些碎片也不是個個都那麼強大，具體還要看質量，通常也可以用尺寸來衡量。
1、大碎片
尺寸10cm以上。這些碎片有個特點：個頭大、能量高，撞上誰，誰over。但對他們也不是一點辦法沒有，個頭大也是致命缺陷，我們可通過望遠鏡或者雷達等設備探測到它們，並通過觀測數據確定軌道，提前計算出未來可能與哪些物體間具有較高的撞擊風險。
2、中碎片
尺寸1mm-10cm。這種碎片最討厭，看不見、防不住、數量多，懟上也over。對待中碎片目前沒什麼辦法，只能從加強觀測和加強防護兩方面努力研究。現在你明白航天員出艙為什麼是一件很危險的事了吧？表面上是出艙遛個彎，可是你卻不知道什麼時候可能會飄過來個碎片。向他們致敬！
3、小碎片
尺寸1mm以下。這些碎片佔絕大多數，但是由於太小了，根本看不到，所以沒法走先觀測後規避的路線，只能硬抗。不過現在的防護技術對這些小東西還是有能力防禦的，太空飛行器被這些碎片擊中可能會受些小傷，但不至於完全失效。
太空垃圾藝術示意圖
說完天上的事，咱再說說地上的事。空間碎片離我們這麼遠，有啥危害呢？空間碎片除受到來自地球的萬有引力以外，還受到來自太陽、月球、地球大氣層等多種力的作用，在這些力的共同作用下，某些碎片的軌道會緩慢發生改變，具體地說就是高度越來越低，最後落到地面上。我們應該慶幸在地球外包裹了一個叫大氣層的東西，很多碎片在隕落過程中，會在大氣層中燒毀，但也有個頭超大燒不乾淨的，最後落到地面上。
它們會造成什麼危害呢？
1、有毒有害
大部分火箭或太空飛行器的燃料都含有劇毒，都屬於有害垃圾。一旦落到地面，危害極大。為了清理這些落地的有害垃圾，就需要斥巨資。1978年1月24日，前蘇聯雷達衛星發生故障，在加拿大上空解體，衛星上30kg濃縮鈾和反應堆隕落，放射性碎片灑落在800km長的地面帶上，造成了嚴重汙染，清除的費用高達1400萬美元。
2、直接撞人
太空垃圾撞人確實發生過一起，目前也是唯一的一起。1997年春天，有一位美國的Lottie Williams女士在晚上遛彎時，肩膀被一個東西撞了一下，事後確認，這是一個火箭殘骸形成的碎片。她有幸成為了第一個也是唯一一個被太空垃圾砸到的地球人。
Q：太空垃圾屬於哪一類垃圾？該如何清理？
吳相彬：太空垃圾可以分成有害垃圾和可回收垃圾兩種。
1、有害垃圾
這部分主要是那些完全沒有再利用價值的碎片，解體碎片就是典型的有害垃圾，工作中的衛星們要時時刻刻盯著它、防著它。
2、可回收垃圾
還有一小撮屬於可回收垃圾。就是那些功能完好，但燃料耗盡的衛星。如果能將其加加油、維修下，就又能滿血復活了。特別是一些地球同步軌道的衛星，這些衛星本身設計壽命很長，很多在攜帶的燃料耗盡後，載荷仍能繼續工作，直接放棄未免可惜。一些國家提出在軌延壽的研究，希望能夠通過對其加注燃料，進行簡單的維修，實現這些衛星的再利用。
加拿大的MDA公司提出了利用空間機械臂對GEO壽命末期衛星開展燃料加注延壽的設想，即利用空間機械臂系統首先完成對目標衛星的抓捕，然後在打開目標衛星的注排閥門，最後插人軟管泵入適量燃料。此外該系統還具備一些簡單的維修功能，能夠排除諸如太陽帆板打開等故障。
MDA對接後的概念圖
垃圾的清理，主要包括垃圾主動清理和被動清理。
1、主動清理
衛星任務結束後，利用剩餘燃料改變軌道，或者使衛星高度降低，好讓其能夠在若干年內隕落，或使衛星避開繁忙的軌道區域，轉道其它衛星不常用的冷清軌道區域，這都是經濟實惠的降低垃圾危害的辦法。但這種主動變軌的方法有個缺陷，即只能針對尚有燃料的衛星，而對於那些完全不受地面指揮的「硬核」垃圾只能採用「被」清理的辦法。
2、被動清理
太空垃圾清除技術近年來熱度持續升溫，提出的方案也五花八門，但都屬於技術設想、或是驗證階段，要想發展成為成熟的垃圾清理產業尚需時日。下面挑幾個典型的給大家介紹一下。
雷射清除
發射雷射照射碎片，使碎片表面材料部分汽化，汽化噴射作用將改變碎片的軌道。如果雷射照射的位置和姿態合適，碎片汽化恰好能使它的軌道降低，最後自然隕落。
機械臂
發個太空飛行器接近碎片，直接用機械臂抓取。當然，機械臂也可以換成諸如飛網、飛叉等等。
安裝太陽帆
還是發個太空飛行器接近碎片，給碎片安裝上一個輕薄的大帆，改變碎片的面積，間接改變碎片受到的阻力，使其隕落。或者在碎片上裝個其他能夠改變軌道的裝置，總之都是為了降低碎片軌道。
這些聽著或許有些科幻，不過是硬科幻，相信不久的未來就可以實現。
Q：我們能否有效捕獲太空進行再利用？
吳相彬：講個故事吧。1990年3月14日，國際通信衛星6號成功發射升空，但星箭分離失敗了，衛星未能入軌，面臨著成為垃圾的風險。地面人員最終拍板決定派一艘太空梭上天，把衛星抓住修修。2年後，1992年奮進號太空梭攜帶7名航天員奔赴太空，經過幾次失敗嘗試後最終徒手抓取了衛星。後來經過維修，並更換了新的上面級，衛星最終成功進入預定軌道，繼續完成預定任務。