太空垃圾數量已達臨界點 製造容易清理難

2012年3月25日新華網報導了一則消息：美國國家航空航天局稱國際空間站6名太空人於當天清晨曾被迫前往俄羅斯「聯盟」載人飛船，以躲避可能撞擊空間站的一塊太空垃圾。美國國家航空航天局表示，這塊太空垃圾形成於2009年2月份美俄衛星的一場相撞事故，美國東部時間2時28分(北京時間14時28分)，垃圾抵達與空間站距離最近處，二者最近距離不到15公裡。目前它已遠離空間站，太空人也已撤離「聯盟」號，重返空間站。

這已是空間站太空人第三次前往俄羅斯「聯盟」系列飛船躲避太空垃圾。美國國家航空航天局網站公布的數據顯示，目前地球周邊有50多萬塊太空垃圾，其速度都在每小時2.8萬公裡以上。美國戰略司令部下屬的空間監視網一直在對直徑不小於10釐米的太空垃圾進行監控。2011年底，美國國家研究委員會也有一份報告稱，地球上空的太空垃圾數量已達「臨界點」，太空碰撞事故機率大增。

其實，人類在對宇宙的探索與發現同時，一直在製造著太空垃圾，也一直在想辦法清理太空垃圾。只是，製造垃圾容易，清理卻是個難題。更何況，最近又有人提出，這些太空垃圾實際上也記錄著人類走出地球、徵服宇宙的「腳印」，是人類探索浩瀚太空所留下來的珍貴「歷史文物」，值得保存。

來源

我們所說的「太空垃圾」，按照火箭科學家專業的說法叫做「軌道碎片」。自20世紀50年代開始探索宇宙以來，人類已經發射了4000多次航天運載火箭，每個航天飛行器都會留下各種各樣的垃圾。其中既有報廢的衛星、火箭箭體，又有太空飛行器的零件，甚至包括太空人的生活垃圾。

別小看了這些太空垃圾。據截止至2009年的統計數據，直徑大於10釐米的碎片已有9000多個，直徑大於1釐米的空間碎片數量超過11萬個，大於1毫米的空間碎片超過已三十萬個，漆片和固體推進劑塵粒等微小顆粒可能數以百萬計。另據不完全統計，目前約有3000噸太空垃圾在繞地球飛奔，而其數量還在以每年2%-5%的速度增加。

美國憂思科學聯盟也公布了一個截至2009年1月21日的統計數據，稱目前運行在地球軌道上的人造衛星有905顆，其中美國443顆、俄羅斯91顆、中國54顆。最為擁擠的地球同步軌道，即高度35860公裡、赤道上空、傾角為0的位置上，衛星數量已達366顆，而近地軌道，即700公裡到2000公裡高空位置上，有442顆衛星。難怪美國的《時代》周刊在一篇文章中說，「如果你得知頭上飛著那麼多的太空垃圾，很可能會晚上睡不著覺。」

有一點可以肯定的是，它們完全是人為造成的。

2010年7月30日據俄新網報導，俄羅斯航天署新聞處發布消息說，中國已經成為在近地宇宙空間製造太空垃圾最多的國家。「根據統計，40%的太空垃圾是中國製造的。美國的太空垃圾佔27.5%，俄羅斯佔25.5%，其他國家佔7%。」

但根據美國國家航空航天局負責監測太空碎片部門的官方數據，卻稱近地空間大多數的太空垃圾都屬於俄羅斯和獨立國協國家，有5833顆，其中包括1402顆衛星，4431個運載火箭殘骸等「垃圾」；美國排在第二，總共製造了4824個垃圾，包括1125顆報廢衛星和3699個運載火箭殘骸等碎片；中國製造的太空垃圾超過3388個，包括88顆廢衛星和3300個其它碎片，但少於俄羅斯和美國。

一般來說，這些太空垃圾在大氣阻力的影響下會逐漸隕落。調查表明，自開闢太空時代50年以來，許多太空垃圾都在進入大氣層時被燒掉了，所以萬幸的是，迄今沒有大型的太空垃圾墜向地球，也尚未傷人。

但是如果它的軌道很高，所受大氣阻力變小，它便能在軌道上存留數萬年甚至數百萬年。一個太空飛行器若在600公裡的高空飛行，它將圍繞地球轉25-30年；如果它位於1000公裡的高度，則可飛行到4001年；如果再高，它則幾乎會成為永恆的物體。事實上，太空中這種「長壽」垃圾越來越多。目前大多數太空垃圾都處於比較高的高度上。美國在1958年發射一顆命名為「先鋒」的衛星，便是尚存最長時間的太空垃圾之一。

危害

美國國家航空航天局曾公布，1983年，美國太空梭「挑戰者」號與一塊直徑0.2毫米的塗料剝離物相撞，導致舷窗被損，只好停止飛行；1986年，「阿麗亞娜」號火箭進入軌道之後不久便爆炸，其殘骸便使兩顆日本通信衛星「命赴黃泉」……

據俄羅斯的報紙記載，1987年，曾發生過因連接器擰不緊，「量子」艙無法同「和平」號對接的情況。當時，經驗豐富的地面控制中心認為，艙外肯定有物質幹擾對接，於是派一個考察組上去檢查，結果發現那裡有一個金屬殘片。

2005年1月17日，南極上空885公裡，一塊31年前發射的美國雷神火箭推進器遺棄物，與中國6年前發射的長徵四號火箭CZ-4碎片相撞，成為一起典型的太空垃圾「宇宙交通肇事案」。

2009年北京時間2月11日晚0時55分，位於西伯利亞上空790公裡，美國1997年發射的一顆銥星和俄羅斯1993年發射的一顆衛星(已報廢)相撞，並產生大量太空垃圾。美國國家航空航天局稱，這是人類歷史上首次發生衛星相撞事故，但其產生的太空垃圾極有可能會對國際空間站構成威脅。

種種案例都顯示，由於飛行速度極快(高達6-7公裡/秒)，這些太空垃圾都蘊藏著巨大的殺傷力。一塊10克重的太空垃圾撞上衛星，相當於兩輛小汽車以100公裡的時速迎面相撞———衛星會在瞬間被打穿或擊毀！一塊直徑0.5釐米的金屬碎屑，足以擊穿太空人的太空衣，使其一命嗚呼。

清理

很多國家都在推出清掃太空垃圾的計劃。目前最常用的方法是將廢棄的太空飛行器轉移至高軌道，或將其引導墜入指定海域。

比如，日本科學家計劃用一張寬數公裡的巨網打撈太空垃圾，然後在引力作用下進入大氣層銷毀；英國科學家計劃研製太陽帆，即一種利用太陽光壓力的太空飛行器，藉助攝像頭偵察、吸住太空垃圾，最後讓其墜入大氣層銷毀；瑞士聯邦理工學院洛桑分校早前宣布，計劃於2015年至2016年間發射一顆小型人造衛星，用以捕捉太空垃圾，並將其帶入地球大氣層焚燒；美國航空航天製造商洛克希德·馬丁公司則推出「太空籬笆」計劃，預計於2015年投入首次運行，追蹤太空中漂浮的垃圾；中國也已確定以資料庫為載體的「空間碎片探測預警工程」、以防護設計專家系統為載體的「空間碎片防護工程」和以空間碎片減緩設計標準為載體的「空間環境保護工程」的三大主題工程，來對付太空垃圾。

但清除太空碎片的措施實行起來十分困難，而且成本昂貴，這些成本比衛星被碎片撞擊後造成的經濟損失還要大得多，因此眼下防範太空垃圾還是以「躲」為主，或者等待它們自己進入大氣層燒毀。

瑞士聯邦理工學院的「太空清理一號」的計劃，目前就面臨著三個技術難點：首先，「太空清理一號」該怎樣進入目標物的軌道。這家瑞士研究中心考慮將使用自產的一臺新式微型發動機，對衛星的軌道進行不斷調整；其次，「太空清理一號」如何接近高速移動、不能自控，甚至可能帶有危險自旋的目標物。科學家計劃將在衛星的一端安裝機械爪，以抓住目標物；最後，「太空清理一號」在捕獲目標物後必須變軌，在返回大氣層的過程中，通過高溫高壓使垃圾熔化銷毀。現階段研發的清理衛星還是一次性的，但製造一顆這種太空清理衛星的花費已達800萬歐元。

價值

當各國科學家正在為清除太空碎片絞盡腦汁的時候，澳大利亞阿德萊德的弗林德斯大學的科學家艾麗斯·戈曼卻警告說：「如果對圍繞地球軌道上飛行的垃圾進行大清除的話，那就會失去不可替代的具有歷史意義的人造製品。」

戈曼目前是世界考古大會太空遺產特別小組的主席之一。她說：「有一些宇航局認為太空垃圾非常危險。可是，我們現在應該打開一個時間窗，從時間的緯度來考慮如何正確地實施他們提出的大清除計劃。」戈曼認為儘管對太空垃圾的處理是一個刻不容緩的世界性課題，但各國的航天機構應該對目前仍停留在地球軌道上的部分人造裝置的價值進行重新評估，有必要區分現在被大家籠統稱呼的所謂的「太空垃圾」中，哪些是真正的垃圾，哪些不是，「不分類別的清理，只會讓人類的歷史遺產遭到破壞」。

被她認為具有「遺產價值」的太空物品中，包括於1958年發射的「先鋒一號」衛星，還有其他留在太空中的最古老的人類物體，以及澳大利亞設計並製造的衛星FedSat。戈曼說，保護這些物體可以為一個國家在太空的存在提供證據，或者幫助重建人類太空探索的歷史。她說：「我的計劃中，將列出太空探索遺產，用什麼樣的機制管理太空垃圾，法律界限是什麼，哪些地點應該被看成是遺產的一部分。」

2012年1月29日，有媒體報導，美國加州歷史資源保護委員會已一致投票通過，把美國宇宙飛船「阿波羅11號」1969年在月球上留下的106件物品列入「歷史資源」加以保護。這份「歷史資源」名單中，只限於航天員留在月球的物品，不包括航天員在月球表面留下的腳印或「靜海基地」。名單中有美國國旗、盛尿器皿、嘔吐袋、科學儀器、支撐登月艙陸的蜘蛛腳支架，以及一批「別具歷史價值」的垃圾，如空罐頭、數袋人體排洩物等，重約5000磅。(文/羊城晚報)

ROM德爾塔II運載火箭推進劑的存貯箱，1997年在德克薩斯州登陸

瑞士太空中心2012年2月15日公布將發射「清理太空一號」衛星

歐洲航天局2011年9月1日公布的近地軌道區域太空垃圾合成圖片