太空垃圾離我們有多遠(yuǎn)?

　　今年9月24日，美國已經(jīng)報廢的“高層大氣研究衛(wèi)星”（UARS）在失控狀態(tài)下墜入地球，10月23日，德國報廢衛(wèi)星“倫琴”也墜入地球。人們不禁會問：最近廢棄衛(wèi)星為何會屢屢失控？失控的衛(wèi)星砸中人的概率是多少？太空垃圾對人會產(chǎn)生什么威脅？
　　
　　衛(wèi)星為什么會失控?
　　
　　20世紀(jì)60年代以前，沒人聽說過太空墜落物，但是自1973年以來，每年有數(shù)百塊太空垃圾墜落地球。由于從1957年到現(xiàn)在人類發(fā)射了許多不同的航天器，而絕大多數(shù)航天器都已經(jīng)到達(dá)報廢期，所以積累的太空碎片會越來越多。其實，人造航天器的碎片幾乎每時每刻都在向地球飛馳和墜毀，但由于大氣層的保護(hù)，很多碎片來不及墜落到地面就被燃燒殆盡；有些變得很小，已經(jīng)沒有多大威脅。大部分的碎片都墜落到了大洋里，永遠(yuǎn)不為人類所知。萬幸的是，迄今沒有大型的太空垃圾墜向地球，因此也尚未傷人。
　　目前有幾種控制航天器墜地威脅的方法：1、把退役航天器轉(zhuǎn)移至不妨礙其他航天器運行的軌道；2、將退役航天器引導(dǎo)墜入指定海域；3、體積較小的航天器可以任其自由墜落，在大氣層中完全燒毀。
　　那么美國的這顆衛(wèi)星為什么會失控墜入地球？美國航天局通常引導(dǎo)廢棄衛(wèi)星進(jìn)入太空中的所謂“死亡軌道”或者墜入大海，但由于UARS燃料不足，地面已無法對其進(jìn)行引導(dǎo)。美國宇航局讓UARS墜落地球，希望衛(wèi)星在進(jìn)入大氣層過程中燃燒殆盡。衛(wèi)星殘片后來在加拿大西部小鎮(zhèn)奧普托克斯墜地。
　　衛(wèi)星撞地球其實和隕石墜入地球是一個道理，而墜入地球的隕石一般直徑超過1千米才會對地球構(gòu)成威脅。失控衛(wèi)星對地面的主要威脅來自于體內(nèi)的“硬骨頭”。大多數(shù)衛(wèi)星被撕裂后經(jīng)過在氣層摩擦，基本上都會在大氣層中被燒毀，很少會出現(xiàn)砸到地表的可能。而這次的衛(wèi)星會落到地表上是因為它屬于大型衛(wèi)星。
　　
　　科學(xué)家能否預(yù)測殘骸落點？
　　
　　目前，如果衛(wèi)星失控，究竟會落在什么地方是沒有辦法預(yù)測的。
　　以前，大的部件損毀是由人工控制的，雖然也很令人擔(dān)心，但是畢竟還有一定把握；而這次因為沒有主動剎車，也就是沒法控制在太空中軌道一點點地衰減，所以落點無法控制。因為，衛(wèi)星重新進(jìn)入地球的時間稍有變化就會造成墜落位置“謬以千里”。
　　美國空軍可以用雷達(dá)追蹤UARS的運行軌跡，但是即便在進(jìn)入大氣層之前兩小時，沿著1萬千米長的碎片運行軌跡，科學(xué)家對任何地方的碎片進(jìn)行預(yù)報都會產(chǎn)生許多誤差。
　　
　　落地衛(wèi)星擊中人的
　　概率是多少?
　　
　　衛(wèi)星失控的本身概率很小，即便失控了撞向地球，也不是所有衛(wèi)星都有殘留物撞到地球上。即便殘留物撞到地球上，砸到人的概率也很小?？茖W(xué)家估計，衛(wèi)星碎片砸到人的幾率約70億分之一。
　　這個數(shù)字是如何計算出來的？這不但是一個數(shù)學(xué)問題，也是一個物理問題，并需要了解再入軌的天體?？茖W(xué)家分析了隨著UARS再入軌，會有哪些組件闖入大氣層，這些碎片的形狀以及它們的構(gòu)成。所有這些都被輸入一個計算機(jī)程序，從而計算每個碎片是否足夠熱并燃燒殆盡，如果不是這樣，那么它們在擊中地面之前將運行多遠(yuǎn)的距離。然后還有一個問題便是它會擊中什么。你可以排除由水體構(gòu)成的行星表面70%的面積，和南北緯57度向極的區(qū)域—那里不是太空衛(wèi)星軌道運行的范圍，以及實際上是空白的地球區(qū)域，例如亞馬遜河、澳大利亞的大部分地區(qū)、撒哈拉沙漠、青藏高原、西伯利亞的大部分地區(qū)，甚至美國的西部地區(qū)。對于UARS的碎片來說，人類是一個非常困難的目標(biāo)，即它所要擊中的總面積僅僅為22平方米。在太空時代54年的歷史中，盡管由人造衛(wèi)星和火箭箭體組成的“雨”一直在下，但從沒有一個人被墜落的碎片擊中。
　　
　　太空垃圾相撞的危險
　　
　　科學(xué)家認(rèn)為，太空垃圾撞擊地球的概率很小，對人類不會產(chǎn)生重大威脅，但是，太空中垃圾相撞卻是一件讓人頭疼的事情。9月1日，美國全國研究委員會公布報告稱，地球上空的太空垃圾數(shù)量已經(jīng)達(dá)到“臨界點”，相撞的機(jī)會大增，并威脅1000個人造衛(wèi)星的安全。自上世紀(jì)50年代開始進(jìn)軍宇宙以來，人類已經(jīng)發(fā)射了4千多次航天運載火箭。據(jù)不完全統(tǒng)計，太空中現(xiàn)有直徑大于10厘米的碎片9千多個，大于1.2厘米的有數(shù)十萬個，而漆片和固體推進(jìn)劑塵粒等微小顆粒可能數(shù)以百萬計。它們是宇宙交通事故最大的潛在“肇事者”，對于宇航員和飛行器來說都是巨大的威脅。要知道，太空垃圾是以宇宙速度運行的。一顆迎面而來的直徑為0.5毫米的金屬微粒，足以戳穿密封的飛行服；人們?nèi)庋蹮o法辨別的塵埃（如油漆細(xì)屑、涂料粉末）也能使宇航員殞命；一塊僅有阿司匹林藥片大的殘骸可將人造衛(wèi)星撞成“殘廢”，可將造價上億美元的航天器送上絕路。在人類太空史上，太空垃圾造成的事故和災(zāi)難屢見不鮮。
　　目前地球周圍的宇宙空間還算開闊，太空垃圾在太空中發(fā)生碰撞的概率很小。但令航天專家頭疼的是“雪崩效應(yīng)”——每一次撞擊并不能讓碎片互相湮滅，而是產(chǎn)生更多碎片，而每一個新的碎片又是一個新的碰撞危險源。如果有一天，等地球周圍被這些太空垃圾擠滿的時候，人類探索宇宙的道路該何去何從呢？太空垃圾與溫室氣體、核廢料存儲等問題一樣，短期的影響都不大，但如果長期得不到處理，未來將對人類社會影響巨大。
　　【責(zé)任編輯】蒲暉