可怕的“太空殺手”

張京

人類向太空發(fā)射了很多飛行器，有許多飛行器在完成使命后，因為各種原因滯留在太空，成了“星際流浪兒”。這些流浪的飛行器如果不處理，就有可能影響其他飛行器執(zhí)行任務(wù)，變成太空障礙物，成為太空垃圾的一種。如何清除這些“太空殺手”，一直是科學(xué)界的難題。

根據(jù)歐洲航天局的估算，目前約有170萬件太空碎片在地球周圍運(yùn)行。衛(wèi)星和其他人造物體約以每秒8公里的速度在大氣層周圍高速飛行，比子彈還快10倍。太空垃圾大的像卡車一樣大，小的像一角錢硬幣一樣。但即使是最小的太空垃圾，對其他衛(wèi)星和航天器還是能夠構(gòu)成巨大的威脅。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，截至2016年7月，僅是環(huán)繞地球運(yùn)行的比彈珠大的太空垃圾就超過50萬件，還有上千萬件太空垃圾因為太小沒有被監(jiān)測到，太空垃圾的隊伍可謂是相當(dāng)龐大。

總量這么龐大的太空垃圾，都是通過什么樣的途徑加入太空垃圾大軍的呢？它們在成為太空垃圾之前又有著怎樣的身份呢？

太空垃圾那么多，有的大一些，有的小一些，其中的“大塊頭”主要是報廢的衛(wèi)星。從1957年人類向太空發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星開始，各國執(zhí)行了4000多次發(fā)射任務(wù)。這4000多次發(fā)射大多是為了把各種各樣的衛(wèi)星送上太空。但是，人造衛(wèi)星的壽命是有限的，它們停止工作后，人類要是不回收，它們自然就成了“大塊頭”太空垃圾。

太空垃圾除了這些“大塊頭”，還有不少“小不點兒”。運(yùn)載火箭和航天器在發(fā)射過程中產(chǎn)生的小碎片，飛行器外表脫落的油漆塊，還有各種可能在航天器運(yùn)行過程中泄露出的液體等等，都會成為太空垃圾，更不用說如果火箭和航天器爆炸，或者垃圾碰撞垃圾可能產(chǎn)生的無數(shù)“小不點兒”了。

值得注意的是，被遺棄的人造衛(wèi)星雖然塊頭大，但是它們的危害卻相對較小。因為這些人造衛(wèi)星個頭都比較大，所以即使不工作了，也還被地球“牽著”在自己原來的運(yùn)行軌道上運(yùn)行，不會四處搗亂，而且它們塊頭大，也便于觀察和監(jiān)測，比較容易躲避，也就不那么可怕了。

真正嚇人的是那些“小不點兒”，它們雖然很小，但和太空“游擊隊”似的，一不留神，它們就溜去別的運(yùn)行軌道了。加上體積小，不易被發(fā)現(xiàn)，躲避很不容易，它們才是太空各種航天器的致命殺手！

小件太空垃圾的破壞力有多大？物理學(xué)家給出了答案：一塊10克重的“小不點兒”如果撞上衛(wèi)星，就相當(dāng)于兩輛時速100公里的小汽車相互碰撞，衛(wèi)星會在眨眼間被撞穿或直接擊毀。最讓科學(xué)家頭痛的是太空垃圾的碰撞，小垃圾撞衛(wèi)星，會造成太空垃圾的“雪崩效應(yīng)”——每一次太空垃圾的相互碰撞，垃圾不會互相湮滅，而會產(chǎn)生更多的碎片，越撞垃圾越多。

太空垃圾也是有“資歷”的，根據(jù)它們產(chǎn)生的年代，可給出它們成為垃圾的年齡。太空中有青年垃圾，也有老年垃圾，更有長壽垃圾。美國于1958年發(fā)射的尖兵1號人造衛(wèi)星報廢后，至今仍在其軌道上運(yùn)行，這塊衛(wèi)星垃圾被稱為現(xiàn)存最老的人造太空垃圾。

稱太空垃圾是殺手，絕對名副其實。太空垃圾的危害巨大，主要體現(xiàn)在兩個方面。

一是會給眼下正蓬勃發(fā)展的航天事業(yè)帶來隱患。

太空垃圾一般在高300～450公里的近地軌道上以每秒接近8公里的速度運(yùn)行，這么快的運(yùn)行速度，讓毫米級的太空垃圾也擁有了重創(chuàng)航天器的大能量。人造衛(wèi)星、載人飛船及國際空間站最怕撞上太空垃圾，無論大小，撞上就是倒了大霉。太空中有個國際空間站，它周邊有許多太空垃圾，要么伴著它飛，要么跟它逆行。為了躲避太空垃圾的撞擊危害，國際空間站曾多次調(diào)整飛行軌道來躲避太空垃圾，這可真是令人心驚膽戰(zhàn)得出冷汗——如果不躲避，今天可能就沒有國際空間站嘍！

太空垃圾除了會撞擊，還會放毒破壞太空環(huán)境，讓本來干凈的太空變得污染嚴(yán)重，不再適宜人類涉足。這又是為什么呢？許多太空垃圾都是帶毒碎片，比如一些核動力發(fā)動機(jī)火箭在進(jìn)入太空后，會脫落許多放射性污染碎片，如果發(fā)動機(jī)爆炸，那就相當(dāng)于在太空施放了一顆原子彈，放射性垃圾碎片就會變成放射源，會屏蔽人類進(jìn)入深空的通道，為人類進(jìn)行深空探索置下放射性污染圈。據(jù)測定，美國和蘇聯(lián)一共在太空留下了近1噸的鈾及其他含核分離物。怪嚇人的吧？想想咱們頭頂上的太空充滿放射性太空垃圾，太空垃圾帶來的放射性污染真是太駭人了！

太空戰(zhàn)曾經(jīng)是太空垃圾的重要產(chǎn)生源頭。多年前，為了研究太空戰(zhàn)的戰(zhàn)術(shù)，蘇聯(lián)在太空進(jìn)行了太空戰(zhàn)演習(xí)，進(jìn)行了19次衛(wèi)星攔截及爆炸試驗，給太空帶來了500～1000塊大小不等的碎塊垃圾，這是因有意爆炸而制造的太空垃圾。當(dāng)然也有許多太空爆炸是無意的，如1973年美國共有7枚火箭在軌道上爆炸，產(chǎn)生的垃圾也是不計其數(shù)。航天技術(shù)的提升，可以避免各種意外發(fā)射爆炸，有利于減少太空垃圾的總量。

1982年，蘇聯(lián)宇航員瓦倫丁·列勃捷夫在準(zhǔn)備進(jìn)行太空行走時，剛打開空間站的減壓艙門，近乎真空的太空所具有的巨大吸力就把宇航員們不慎留在減壓艙內(nèi)的一些螺栓、墊圈和一支鉛筆都吸入了太空，成了太空垃圾。由于太空環(huán)保意識不強(qiáng)，一些宇航員還曾把在太空生活中產(chǎn)生的生活垃圾丟入太空，比如美國宇航員就在太空丟過一只手套，這只手套已經(jīng)在太空飄浮游蕩了幾十年，成為不滅的太空垃圾。

太空垃圾的危害這么厲害，那趕緊想辦法清除啊！為了清除太空垃圾，科學(xué)家進(jìn)行了不懈努力，真是千方百計與太空垃圾作斗爭。目前清除或減輕太空垃圾危害的方式，主要有以下幾種。

編號跟蹤 科學(xué)家給太空中的許多大塊垃圾都編上號，然后計算出它們準(zhǔn)確的運(yùn)行軌道，輸入計算機(jī)，讓計算機(jī)跟蹤監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)有些大塊編號的垃圾脫離軌道“欲行不軌”的時候，就給出警報，讓有關(guān)航天器進(jìn)行緊急躲避。endprint

2014年4月3日，計算機(jī)監(jiān)控到有大塊太空垃圾可能從國際空間站旁邊大約300米處飛過，這么近的距離，相當(dāng)危險，如果這塊太空垃圾在運(yùn)行過程中稍微偏向，就有可能撞到國際空間站?？茖W(xué)家在危急關(guān)頭，趕緊啟動了國際空間站的推進(jìn)器，將國際空間站軌道抬升了大約800米，以躲過太空垃圾可能帶來的滅頂之災(zāi)，最后總算是有驚無險。要知道，這是國際空間站當(dāng)年在3周內(nèi)第二次躲避太空垃圾了。國際空間站在太空的飛行越來越艱難，總是要躲、躲、躲。利用計算機(jī)監(jiān)控太空垃圾，只能減少撞擊危害，并不能完全消除，因為監(jiān)控畢竟不是百分之百準(zhǔn)確，萬一有太空垃圾躲過監(jiān)控，成為漏網(wǎng)之魚，那么撞擊就難以避免了。

控制增量 既然太空垃圾不是憑空產(chǎn)生的，而是人類自己制造的，那么通過國際合作進(jìn)行增量控制就非常必要。以前，大家都不怎么在意太空這個“公共場所”的衛(wèi)生，只管制造垃圾，不管清理垃圾，破壞一把就走。有國家說本國航天技術(shù)高，很少制造太空垃圾，太空垃圾都是別的國家制造的，因此不必承擔(dān)責(zé)任。還有國家說通過分析，太空垃圾一半以上是某個國家制造的，應(yīng)該由這個國家來負(fù)主要責(zé)任。吵來吵去，大家發(fā)現(xiàn)，就算吵得天昏地暗，也無助太空垃圾減少。于是，在清除太空垃圾這個問題上，國際合作已經(jīng)達(dá)成共識：制定太空發(fā)射的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提升發(fā)射技術(shù)，減少爆炸和泄漏以控制太空垃圾的增量。只有控制了太空垃圾的增量，才有可能減少存量，才可能阻止太空環(huán)境繼續(xù)惡化。

奇招制“敵” 對已經(jīng)存在的太空垃圾，科學(xué)家的想法是一定要給弄干凈。要想把太空垃圾清理干凈，需要采取高科技手段。美國科學(xué)家曾經(jīng)設(shè)計了氣體脈沖技術(shù)清除太空垃圾，簡單地說就是對著太空垃圾吹氣，通過氣體擾動，把太空垃圾吹向地球大氣層燒毀。這種消除太空垃圾全靠“吹”的技術(shù)后來被證明很難實施，因而失敗了。

美國的氣體脈沖技術(shù)失敗后，日本科學(xué)家又試著用“風(fēng)箏”清除太空垃圾，就是向太空施放垃圾撿拾飛船，飛船上有一根像繩索的抓手，這種形象讓太空垃圾撿拾飛船看起來像一只風(fēng)箏?！帮L(fēng)箏”先靠近大塊太空垃圾，然后用抓手把太空垃圾給縛住拉回飛船，相當(dāng)于把垃圾收回垃圾桶。這種辦法看起來不錯，但很遺憾，“風(fēng)箏”撿拾太空垃圾的方法也因技術(shù)不成熟而宣告失敗。不過科學(xué)家們樂觀地認(rèn)為，通過技術(shù)改進(jìn)，用“風(fēng)箏”撿拾太空垃圾最終會變成現(xiàn)實。讓我們一起盼望：“風(fēng)箏”盡快成為太空清潔工，為太空保潔做貢獻(xiàn)……

隨著現(xiàn)在太空垃圾越來越多，科學(xué)家們指出：到2020年時，航天器被太空垃圾撞擊的概率有可能從當(dāng)前的5～10年一次增加到兩年一次，飛行物發(fā)生災(zāi)難性碰撞的概率也會進(jìn)一步升高。太空垃圾如果得不到有效治理，飛船們的日子將更不好過了。

最早提出太空垃圾概念的人不是太空站里天天提心吊膽的宇航員，卻是地面防空部隊的值班人員。這也是件有趣的事：因為監(jiān)控部隊當(dāng)時每年要負(fù)責(zé)監(jiān)視宇宙空間的5萬多個物體，這些物體到底是什么令他們迷惑，后來干脆稱之為垃圾。但這些垃圾也會造成科學(xué)笑話：有一次，加拿大某氣象臺對外宣布，他們發(fā)現(xiàn)了英仙星座附近有天體爆炸，可是一分析，發(fā)現(xiàn)那不過是一顆廢棄人造衛(wèi)星在太陽光反射下造成的效果，真是讓人哭笑不得！

（編輯 孫世奇）endprint