如何處理太空垃圾？

■中國(guó)科學(xué)院/周穎

說(shuō)起太空垃圾，人們可能首先會(huì)想到那些從太空墜落的人造飛行物殘骸。

事實(shí)上，幾乎每周都有航天器殘骸落入大氣層，其中大部分都會(huì)在再入大氣層時(shí)燃盡，基本不會(huì)對(duì)人類(lèi)構(gòu)成威脅。真正危害巨大的太空垃圾是那些在地球軌道中掉不下來(lái)的廢棄物，火箭科學(xué)家稱(chēng)之為空間碎片或軌道碎片，指宇宙空間中除正在工作著的航天器以外的人造物體，包括航天器發(fā)射過(guò)程中產(chǎn)生的碎片、航天器表面脫落的太陽(yáng)能面板和油漆、火箭和航天器爆炸碰撞產(chǎn)生的碎片，甚至是宇航員在太空行走時(shí)失手落下的手套。

這些碎片在地球軌道上以3～8千米/秒的速度高速運(yùn)動(dòng)，碰撞時(shí)相對(duì)速度可達(dá)每秒10千米以上。一塊直徑10厘米的太空垃圾就可以將航天器完全摧毀，幾毫米大小的碎片就有可能使它們無(wú)法繼續(xù)工作。

自第一顆人造地球衛(wèi)星上天至今的60多年間，人類(lèi)已先后將7500余顆衛(wèi)星送入太空。它們一方面給人類(lèi)生活方式帶來(lái)革命性變化，另一方面也產(chǎn)生了大量的太空垃圾。

目前，人類(lèi)發(fā)射的衛(wèi)星中有4300顆依然在太空漫游，只有約1200顆依然在運(yùn)行，約有7500噸太空垃圾在繞地球飛奔，且數(shù)量正以每年2%～5%的速度增加。這些不受控制的太空垃圾無(wú)時(shí)無(wú)刻不對(duì)衛(wèi)星、航天飛機(jī)以及國(guó)際空間站的安全構(gòu)成威脅。

太空碎片的危害早已不再只是一種“擔(dān)心”，而是活生生的“現(xiàn)實(shí)”，太空碎片給世界航天事業(yè)發(fā)展造成了嚴(yán)重?fù)p害。1983年，美國(guó)航天飛機(jī)“挑戰(zhàn)者號(hào)”與一塊直徑0.2毫米的涂料塊相撞，舷窗被損，只好停止飛行。1986年，歐洲航天局的“阿麗亞娜號(hào)”火箭進(jìn)入軌道之后不久便爆炸，爆炸殘骸成為太空垃圾，致使兩顆日本通信衛(wèi)星遭到毀壞。2009年2月10日，美國(guó)銥星公司的通信衛(wèi)星“銥星33”與一顆報(bào)廢的俄羅斯軍用衛(wèi)星相撞，產(chǎn)生2000多片碎片，每個(gè)碎片都如同一發(fā)炮彈，能夠輕易摧毀任何昂貴設(shè)備。

太空碎片的威脅呼喚國(guó)際航天界采取行動(dòng)。1993年10月26日，由美國(guó)國(guó)家航空航天局、歐洲太空局等聯(lián)合發(fā)起的機(jī)構(gòu)間空間碎片協(xié)調(diào)委員會(huì)（IADC）成立。2007年，協(xié)調(diào)委員會(huì)推出了《IADC空間碎片減緩指南》，要求各國(guó)防止航天器在軌期間解體，正常運(yùn)行期間限制釋放物體，已到飛行壽命末期的航天器應(yīng)當(dāng)從密集軌道區(qū)域移除等。該指南得到國(guó)際社會(huì)的廣泛認(rèn)可。協(xié)調(diào)委員會(huì)設(shè)定了一系列規(guī)則，包括限制可丟棄的垃圾類(lèi)型，要求衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商將退役的飛行器升入“墳場(chǎng)軌道”，以及在衛(wèi)星壽命結(jié)束25年之后，使其在大氣層中燃盡自毀。

2016年6月25日，“太空環(huán)保”迎來(lái)歷史性時(shí)刻：我國(guó)“長(zhǎng)征七號(hào)”運(yùn)載火箭攜帶“遨龍一號(hào)”空間碎片主動(dòng)清理飛行器發(fā)射成功。“遨龍一號(hào)”是世界上首個(gè)主動(dòng)的軌道碎片離軌清除實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，它裝載了一臺(tái)機(jī)械臂，模擬抓取廢棄衛(wèi)星和太空碎片，并將它們帶到大氣層燒毀。這是中國(guó)在世界航天領(lǐng)域獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷的杰作。