警报!垃圾已经跑向太空

卢健龙

“废弃的人造卫星、穿梭机抛下的燃料桶、空间站建造中产生的废弃物、漂浮在宇宙中的无数太空垃圾……太空残骸其实是非常危险的存在。2075年，这是宇宙垃圾成为社会问题的时代的故事。”动漫《星空清理者》每一集的开头如是介绍。没错，如今在人类头顶星空环绕的已不仅仅是夜空里的星星，更有数不清的曾被忽视的太空垃圾。

什么是太空垃圾

1957年10月4日，苏联向太空发射了人类历史上第一颗人造卫星“斯普特尼克1号”，由此开启了太空时代。从那以后，很多国家都逐步掌握了相关的航天技术，于是，大量的人造卫星、探测器、载人航天器和空间站等人造设备被送入太空，其中甚至还包括一辆红色的特斯拉跑车，它于2018年被SpaceX的猎鹰重型火箭带上了太空。

太空中有这么多的人造物体，除了少数像“旅行者1号”那样逐渐远离地球而去的例外，绝大多数都在地球附近的轨道上运行和工作。就像地球上的設备一样，这些太空中的设备的设计使用寿命也是有限的，而且还会受到宇宙辐射等环境因素的干扰和破坏。在报废之后，大部分设备会坠入大气层中，与空气发生剧烈摩擦并燃烧殆尽，但仍有一部分设备会留在环绕地球的轨道上继续运行，比如发射于1958年3月17日的美国人造卫星“先锋1号”在1964年与地面失去了联系，但至今仍然在轨道上，它是迄今为止最老的在轨人造物体。

这些被废弃但仍停留在轨道上的设备就是太空垃圾，但它们仅仅是太空垃圾的一部分。地球周围的太空垃圾还包括发射卫星用的火箭的碎片和零件、航天器释放出的固态燃料等，甚至还包括执行出舱任务的宇航员遗失的手套、摄影机、钳子等小物品。这些太空垃圾会不受控制地在地球周围运动，还经常发生碰撞，并产生出更多更小的垃圾碎片。

除此之外，人类还多次进行反卫星武器试验，这一举动也导致了太空垃圾的大量增加。反卫星武器试验就是利用导弹去攻击和摧毁太空中的人造卫星，比如美国在1985年用ASM-135反卫星导弹摧毁了轨道高度为555千米的Solwind P78-1卫星，我国也在2007年从西昌卫星发射中心发射导弹，击毁了轨道高度为865千米的已报废的气象卫星“风云一号C”。虽然这些试验的目的各有不同，但客观上也导致了地球周围太空垃圾数量的剧增。俄罗斯在2021年11月15日的反卫星武器测试中摧毁了宇宙1408号卫星，导致国际空间站里的宇航员紧急进入逃生舱避难。

艰难的太空垃圾清理术

与地面上的普通垃圾不同，太空垃圾一旦形成，便很难被人为清理，只能等待它们在太阳辐射压力及大气摩擦等因素的作用下自行坠入大气层中，而且具体的等待时间存在很大的变数。美国在1963年实施了“西福特计划”，就是将4.3亿根铜制的偶极天线散布在高度为3500千米到3800千米的轨道上，这些长度为1.78厘米、直径为17.8微米的偶极天线在地球周围形成一个云状环，可以反射无线信号，是美军通信系统的一部分。当时的美国驻联合国大使阿德莱·史蒂文森引用相关的研究论文，宣称在太阳辐射压力的作用下这些偶极天线只能在轨道上停留3年左右，然而现实情况却没有那么理想，一直到60年后的今天，仍然有一部分偶极天线在地球周围飘荡。

那么太空垃圾危险吗？非常危险！很多太空垃圾的运动速度非常快，能够轻松超越子弹的飞行速度，甚至能够接近4.8万千米/小时的超高速，要知道，手枪子弹的速度也才大约1440千米/小时。即使是看似不起眼的直径仅有几毫米的垃圾碎片，如果高速撞击正在运行中的人造卫星和空间站等设备，也可能造成不可忽视的严重伤害，甚至威胁宇航员的生命安全。

为了尽可能地避免太空垃圾可能带来的不良后果，人类已经建立了对太空垃圾的监控机制。2022年11月，美国空间监视网络就报告了总共25857个地球周围轨道上的人造物体，里面大部分是太空垃圾，而且这些能被监控并记录下来的太空垃圾都是尺寸相对来说比较大的，还有大量小尺寸的太空垃圾处于无法监控的状态。

科学家们也在探索主动清除太空垃圾的方法。其中一个方法就是从地面对着太空垃圾的前端发射激光，激光的烧蚀可以使太空垃圾减速，进而降低太空垃圾的轨道高度，使其最终坠入大气层中。还有一种方法是发射专门的航天器去捕捉太空垃圾，并将它们带到特定的集中点或者推入大气层中。2016 年6 月，我国发射了自主研制的“遨龙一号”空间碎片主动清除飞行器。“遨龙一号”通过伸出的一只机械“手臂”对空间碎片模拟器进行抓捕，开展了空间碎片非合作目标探测、识别、跟踪与操作等在轨试验。

如今，针对地球垃圾的清理已经逐步走上了正轨，然而太空垃圾是一个更不容忽视的问题，作为以星辰大海为目标的人类，我们的太空征程才刚刚开始。如果放任太空垃圾无序地增长下去，总有一天，对我们而言，连踏出地球第一步都会变得无比艰难和危险。