朱　潔

地球周圍成了垃圾場，充滿了各種衛(wèi)星殘骸、碎玻璃、螺釘?shù)葋y七八糟的東西，因此撞擊事件發(fā)生的幾率大大增加。如何處理這些垃圾成為宇航和軍事部門首要頭疼的問題。但是誰來做清掃的工作呢?

2009年3月12日，國際空間站上已做好了戰(zhàn)斗準(zhǔn)備：一塊衛(wèi)星碎片正在接近。前夜，美國國家宇航局和聯(lián)合航空作戰(zhàn)中心的負(fù)責(zé)人緊緊盯住探測屏，他們希望能夠確認(rèn)：檢測到的物體只會帶來很小的威脅。但是幾個小時過后，他們改變了看法，這次是“紅色警戒”!3名宇航員迅速沖進(jìn)空間站內(nèi)的“聯(lián)盟號”飛船。萬一發(fā)生撞擊，他們要確保有辦法返回地面。幸運的是，編號25090PAMD的太空碎片(直徑12cm)最終與空間站擦身而過。

已經(jīng)有十幾艘飛船經(jīng)歷了類似事件。美國人在提到地球周圍的垃圾場時喜歡稱其為太空垃圾，它們已成為令空間工程師和宇航員們倍感頭痛的難題。空間軌道已經(jīng)成了太空垃圾的傾倒場。每年軌道都會新增200多枚垃圾。自從1957年10月Spoutnik1發(fā)射升空到現(xiàn)在，已經(jīng)有3萬多垃圾殘骸在地球附近的近地軌道和同步軌道游蕩。雖然隨著時間的推移，有一部分在返回地面時燒毀在大氣層中，但軌道上的“人口密度”仍相當(dāng)大，如今尚有1.25萬枚雷達(dá)可探測到的直徑超過10cm的垃圾在編。保溫毯、螺母、工具箱，甚至是出艙時丟掉的手套，還有大型設(shè)備，如空間站航天員擱置在甲板上的液氨燃料箱等，各種稀奇古怪的東西都有，總重量達(dá)5000噸。除此之外，還有約30萬個較小的垃圾(直徑1到9cm)和約3500萬個1mm左右的碎片。

不要小瞧這些微不足道的小玩意，它們很有可能成為致命武器，使宇航員喪命，將人造衛(wèi)星擊穿或至少會擦壞航天飛機(jī)那些價值不菲的窗戶。法國國家空間研究中心(Cnes)垃圾清理計劃負(fù)責(zé)人費爾南多·阿爾比解釋說：“即使是很小的物體，跟衛(wèi)星碰上，也會產(chǎn)生巨大的威力。”

這些微小而致命的物體在太空中的壽命可能會很長。在800km的高度，它們可以存在200年之久，而在地球同步軌道，其壽命可能是無限的?！叭澜缑磕暧?0到80次發(fā)射升空，就會有220個物體滯留在空間。”阿爾比說，“后果就是，太空垃圾的數(shù)量以令人難以置信的速度在激增，已經(jīng)達(dá)到了警戒標(biāo)準(zhǔn)?！?/p>

隨著太空垃圾數(shù)量的不斷增加，它們之間的碰撞幾率也大大提升，從而產(chǎn)生更多的碎片?？茖W(xué)家指出，當(dāng)太空垃圾的數(shù)量達(dá)到一定程度，就有可能產(chǎn)生“雪崩”效應(yīng)，使航天活動無法進(jìn)行，近地空間完全失去使用價值。太空垃圾巨大的破壞力來自于它的速度，它和航天器撞擊時的動能十分巨大。美國約翰遜航天中心宇航局軌道殘骸計劃辦公署主管兼首席科學(xué)家尼古拉斯-約翰遜介紹：“一顆10克質(zhì)量的空間碎片撞擊航天器時，它的撞擊效果就和質(zhì)量1300千克，時速100千米的汽車撞擊效果一樣，后果是災(zāi)難性的?！?/p>

1991年12月，俄羅斯宇宙1934導(dǎo)航衛(wèi)星和另一顆宇宙926衛(wèi)星殘骸相撞；1996年7月，法國西雷斯軍用衛(wèi)星與10天前發(fā)射的阿麗亞娜火箭第三級燃料箱爆炸碎片發(fā)生碰撞，造成衛(wèi)星失事；2007年7月，歐洲Meteosat氣象衛(wèi)星碰到不明物體，軌道發(fā)生改變……這些都是典型的太空垃圾“宇宙交通肇事案”。2009年2月10日，美國的通訊衛(wèi)星銥星33和俄羅斯的宇宙2251衛(wèi)星在西伯利亞上空相撞。如今，人們還在對爆炸產(chǎn)生的碎片進(jìn)行清理：已發(fā)現(xiàn)的有銥星33碎片159枚，宇宙2251衛(wèi)星碎片355枚。

由誰以及如何清掃這些太空垃圾成了眼下的一大難題。2009年3月25日到27日在德國達(dá)姆施塔特召開的機(jī)構(gòu)間空間碎片協(xié)調(diào)委員會(IADC)11個主要空間組織專家會議上，空間垃圾威脅成為主要議題。

至于如何阻止太空垃圾擴(kuò)散，IADC的空間專家們建議在衛(wèi)星完成任務(wù)后清空燃料箱，以減少爆炸的可能性。他們還希望把近地軌道上的殘骸引入大氣層焚毀，以此來把它們的壽命限制在25年內(nèi)。同步軌道上的飛行器則被發(fā)配到300km以外的軌道墳?zāi)估?。研究辦公室也在開發(fā)用于捕獲殘骸的系統(tǒng)(cnes)，通過從捕獲衛(wèi)星上伸出的光纜網(wǎng)捕獲，或是通過強(qiáng)力激光束把垃圾轟入大氣層，或是像折疊帆一樣，一旦完成使命，就展開空氣囊減速返回地球。Cnes微型衛(wèi)星試驗將在2到3年內(nèi)完成。