太空8000噸垃圾該如何解決

如今，太空垃圾的存量超過8000噸。一些衛星運營商在低軌道大量布設小衛星，增加了衛星碰撞的可能性。與此同時，大量衛星及碎片再入大氣，還會使鋁在大氣中沉積。當碎片落回地球，還可能意外砸到人類。我們該怎么辦？

當地時間12月3日，國際空間站進行了一次變軌，以避免與美國1994年發射的火箭的一塊碎片發生碰撞。不容忽視的是，廢棄的衛星或衛星解體產生的碎片帶來了大量太空垃圾。如今，太空垃圾的存量超過8000噸。在地球上，實行的是“誰污染、誰治理”的原則，但這一切在太空尚屬空白。

碎片超億的太空垃圾場

北京大學地球與空間科學學院教授焦維新表示，早期，一些照相偵察衛星及用于探測低層大氣的科學衛星一般在離地400公里左右的高空，屬低軌道衛星。除此之外，氣象衛星、對地觀測衛星等應用衛星的飛行高度都在700至1200公里之間。在圍繞地球的所有太空垃圾中，失效衛星以及衛星、火箭殘骸等碰撞、解體而形成的碎片占比近八成。

處于不同軌道高度的碎片，壽命也不同。比如，高度在400公里以下的碎片，由于大氣阻力的影響，其壽命只有幾個月，最終回地球“入土為安”;高度在600公里的碎片，壽命為幾年;高度在600至800公里的碎片，壽命為十幾年;高度在800至1000公里的碎片，壽命為幾十年;高度在1000公里以上的碎片，壽命可長達百年乃至上千年。

越是衛星密集的軌道，空間碎片數量越多。根據歐洲航天局的最新預估，圍繞地球運行、直徑在1至10厘米的碎片數量約為90萬個，直徑在1毫米至1厘米之間的碎片有1.28億個。

太空里的碎片無論大小，危害都不容小覷。通常，碎片以第一宇宙速度（7.9公里/秒）運行，這相當于狙擊步槍子彈飛行速度的數倍。1顆以第一宇宙速度運行的衛星，被1厘米大小、以同樣速度運行的碎片撞擊，后果相當于衛星遭受一輛1噸重、以50公里/小時速度行駛的汽車的撞擊，只能被摧毀。此外，數毫米大小的碎片可能使航天器無法繼續工作。而小于0.1毫米的碎片會引起航天器表面燒蝕，還會使太陽能電池效率降低。

今年5月，在對國際空間站機械臂的一次常規檢查中，專家發現機械臂上有一個被微小碎片撞擊的小孔，好在這并未影響機械臂運行。

大規模布設低軌衛星將增加碰撞風險

讓人擔憂的是，如今，像美國SpaceX等衛星運營商打著聯通全世界的旗號在低軌道布設小衛星，這將增加衛星碰撞的可能性，是未來太空最大的危險。

此前，英屬哥倫比亞大學天文學家亞倫·博利刊文稱，在近地軌道已有超過1.2萬個直徑10厘米及以上、可追蹤的碎片，直徑1厘米的碎片數目可能達上百萬個。據悉，SpaceX計劃于2027年前實現“星鏈”宏圖，部署共計1.2萬顆低軌道衛星。雖然SpaceX聲稱發射的衛星將在使用壽命結束時主動離軌，但離軌的整個過程需要6個月。如果其他公司也如此操作，這意味著數以千計的離軌衛星將緩慢穿過同一個擁擠的空間，加大了碰撞的風險。

與此同時，截至去年10月，SpaceX發射的衛星中大約有2.5%可能已失效，這將制造大量的太空垃圾。

除了使太空更為擁擠外，小衛星的集聚還會對天文觀測造成影響。太陽光從航天器上反射，會使天空變亮兩至三倍。值得注意的是，由于衛星大部分為鋁制，大量衛星及碎片再入大氣會使鋁在大氣中沉積。當碎片落回地球，還可能意外砸到人類。

清理太空垃圾成當務之急

如今，主要航天國家和國際組織都會對其重點航天器執行碰撞預警和機動規避。截至去年，國際空間站已執行規避危險碎片操作28次。

然而，并不是所有碎片都能及時預報并進行完美躲避。美國宇航局科學家唐納德·凱斯勒認為，在當今太空日益擁擠的情況下，清理部分太空垃圾應成為優先項。目前，主動清除太空垃圾的方式主要有兩類：一類是接觸式的，如機械臂抓、網捕等;另一類是非接觸式的，如激光推移、離子束推移等。

焦維新表示，未來發射的衛星最理想的報廢方式是主動減速進入更低的軌道，最終墜入大氣層銷毀。目前，中國在空間態勢感知、碎片減緩等技術方面雖然取得了一定進展，但仍然無法滿足太空活動治理要求。就處理空間碎片而言，最大的問題是沒有國際公約進行約束。這項長期工作需要各國加強合作，并付諸實際行動。

美國佐治亞理工學院國際事務學院副教授瑪麗埃爾·博洛維茨表示，近年來，對航天器的在軌維修等操作引發了軍事人員的極大興趣。這些快速發展的技術有著雙重用途，有可能用于和平的太空活動，也可能用于太空戰爭。這樣的隱患需要通過外交談判和協商來解決。

（《中國新聞周刊》）