太空垃圾危機(組圖)

太空垃圾危機(組圖)

自1957年蘇聯首次發射衛星以來
如今已有20個國家學會了這種向太空拋玩具的本事
他們加起來製造了大約7000噸太空垃圾
包括5000萬件人造衛星和火箭殘骸
主要集中在距離地面2000公裏之內的低軌道和3.6萬公裏的地球同步軌道


由於是伽利略發明天文望遠鏡400週年，2009年被聯合國定為國際天文年，在這個特殊的年份裏，果然發生了一次“人為”天文學奇觀－美國東部時間2月10日下午，一顆美利堅銥星公司的商用通信衛星和俄羅斯衛星“宇宙2251”的殘骸在北西伯利亞上空距離地面790公裏處相撞。一位捷克科學家在他的博客上按照現在的衛星密度推算出，這種事情發生概率是一個世紀只有0.5次，所以我們非常幸運地得見了一次。
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“凱斯勒現象”
“宇宙2251”發射於1993年6月，也是作為通訊之用，事故發生以後美方指責它處於非運行狀態至少有10年之久，早應處理掉了。不過此舉沒有足夠說服力保證他們推卸責任，比如有第三國專家站出來說，這很可能是銥星公司疏於監測造成的，他們本來完全可以透過改變運行軌道避免發生碰撞。帶來的後果是憑空多出了一大堆太空垃圾，很可能對附近的國際空間站（ISS）及其工作人員造成威脅。NASA軌道碎片專家尼古拉斯‧約翰森證實，美國空間司令部（USSC）監視網路偵測到了許多來自雙方的碎片－初步雷達追蹤顯示有600塊左右，實際數目則只有更多。這種情況不免讓人憂心忡忡，我們離“凱斯勒現象”越來越近了。





“凱斯勒現象”由NASA顧問唐納德‧J.凱斯勒所提出，勾勒了一幅讓人哭笑不得的未來場景：近地軌道上的衛星碎片多到了一定程度，就會經常擊中出現在這一帶的衛星等物體，而被擊中的勢必產生更多碎片，又為更多的衝撞增加了可能性??滾雪球一般增多的碎片最終將使得人類不得不放棄繼續發射衛星到這個區域，而且，這種狀況的出現很可能不需要多久。



雖說垃圾們最終的命運是由於重力作用墜回地球或因和大氣發生摩擦而燒盡，但整個過程絕對不像說說那麼簡單，近距離的好辦，碰到阻攔物的機會多，比如400公裏高空處國際空間站軌道上的可能一年半載也就下來了，800公裏處就需要200年，而同步軌道上的那些，因為碰不上什麼東西，大概非得等上數百萬年。



即使是控制得非常緊密嚴格的項目，比如國際空間站，在它的使命生涯中也會多多少少留下“到此一遊”的證據，以至於眼下太空垃圾品種驚人之豐富，規格乃是形形色色一應俱全，從一小顆沒擰緊的螺絲到一整顆報廢的衛星都有。1965年愛德‧懷特在執行美國第一次太空行走的時候掉了一隻舊手套（6個月後消解），次年邁克爾‧科林斯更“大方”地將一部相機丟棄??去年斯科特‧帕拉金斯基又落下了一把鉗子，至今還盤旋於我們頭頂。倘若說以上這些還隻是不小心的後果，那麼故意而為的也不在少數，如因為美蘇爭霸的產物反衛星導彈就是製造垃圾的一把好手。中國是第三個具有此能力的國家，在2007年進行了一次反衛星試驗，將退役的風雲一號打落，被認為增加了20%的軌道碎片。


太空垃圾的危害及處理方案
這些碎片的初速度大約為8?10公裏/秒，是個什麼概念呢？舒馬赫駕著他的法拉利F1賽車也僅僅不過能夠達到這個速度的1/100而已。在此量級下：一個1公厘的金屬晶片可以產生一支22口徑來覆槍子彈的威力，對於具有上好防禦層的太空船來說還不會造成大的威脅，但卻能造成磨損，日覆一日，也是相當大的隱患；一個豌豆大小的珠子就會像一個400磅的保險箱以近百公裏的時速在飛馳，能穿透太空船的表面，如果它正好擊中關鍵部分，比如電腦或推進器，那就完蛋了；一個網球大小的碎片就猶如5根炸藥管，絕對能穿透並且嚴重損傷一個大號航天器。
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國際空間安全性推進組織協會（IAASS）主席湯馬索‧斯古巴2007年4月向聯合國提交了一份申請報告，要求出台比現行規章更為嚴格的國際航空法。因為高速太空垃圾一旦擊中空間站、衛星或者宇航員，就將導致一場慘劇。法國國家空間研究中心在2000年出台了一個章程，建議各國不要再人為丟棄太空垃圾，低軌道衛星完成使命後不得在空中滯留超過25年，3.6萬公裏高空附近的垃圾要運送到更遠的“公墓軌道”，不過切記的一點是，勢必保證其中再無燃料，否則自燃引起爆炸，後果只有更糟。谷歌地球推出了一個插件，利用它可以一睹包裹在地球上空的漂移物，端的是浩浩蕩蕩。

近年來比較大型的碰撞事件已經開始出現了。1991年，亞特蘭蒂斯空間站為了躲避一塊俄羅斯衛星的碎片，不得不讓自己的發動機開動7分鐘。1996年法國“西雷斯”號試驗衛星被“阿裏亞納”號火箭留下的一塊碎片擊中，趕緊結束任務匆匆返回地球。2005年1月17日，中國的長征四號火箭殘骸和美國雷神火箭推進器遺棄物在南極上空885公裏高度上發生的偶然碰撞，前者的近地點軌道下降了14公裏，後者當場撞碎，一分為四。

太空垃圾即使掉回地面，也有可能是禍害一種。1997年俄克拉何馬州的一個婦女肩部被燃燒水槽的殘骸打中了，幸好她沒怎麼受傷，還活了下來給大家講到底是什麼回事。2006年一塊前蘇聯間諜衛星殘骸穿過大氣，落在一輛拉丁美洲大巴的旁邊，隻差一點點就要了裏面270名乘客的命。




花了最多的錢造出來的廢棄物再一次證明了我們的短視，現在不得不自己來收拾殘局。出謀劃策的建議，搞個太空機器人，揮著長長的機械手臂將它們一一緝拿當然是最好，或者像捕魚那樣撒張網，撈起一堆來也不錯。針對衛星或者火箭這種大型垃圾的一個方案是，拴一根長長的纜線在它們身上，根據通電導線在磁場中會受到安培力的原理，地磁場也會使得這根纜線受力，透過這個力把它拽回地球，問題是要把這根線拴上去還不是一件容易的事情，雖說有人提出可以在發射之前就裝設這麼一個設定，在衛星圓滿履行完其職責之後打開。但是且慢，這條晃晃蕩蕩的繩子至少也要有幾公裏長，它有沒有足夠的耐受度不被其他碎片切割開？更糟的是，它會不會纏住人家幹活幹得好好的那些衛星？

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針對那些只有幾厘米甚至更小的碎片，有人提出過發射雷射使它們氣化的方案，那些近地摧毀目標的測試已經顯示我們確實有這個能耐了，但實施也是困難重重，首先是能耗過大，其次是雷射束會破壞大氣的熱平衡，此外如果造成大堆電離子在空中，你能想象一個赤道也能看到“極光”、每天頻頻閃電的大氣嗎？最麻煩的是，碎片太頑強了，被擊中後分解為更多的小碎片，豈不更頭疼？對付那些不到1公厘的微型垃圾，一種氣凝膠板派上了用場，這是一種已經被利用來捕捉彗星星塵並證實非常有效的材料，但也有疑問，大面積的凝膠板被並非目標物的大垃圾撞上了怎麼辦？

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