ROM德爾塔II運(yùn)載火箭推進(jìn)劑的存貯箱，于1997年在得克薩斯州登陸

  今年3月25日新華網(wǎng)報(bào)道了一則消息：美國(guó)國(guó)家航空航天局稱國(guó)際空間站6名宇航員于當(dāng)天清晨曾被迫前往俄羅斯“聯(lián)盟”載人飛船，以躲避可能撞擊空間站的一塊太空垃圾。美國(guó)國(guó)家航空航天局表示，這塊太空垃圾形成于2009年2月份美俄衛(wèi)星的一場(chǎng)相撞事故，美國(guó)東部時(shí)間2時(shí)28分（北京時(shí)間14時(shí)28分），垃圾抵達(dá)與空間站距離最近處，二者最近距離不到15公里。目前它已遠(yuǎn)離空間站，宇航員也已撤離“聯(lián)盟”號(hào)，重返空間站。

  這已是空間站宇航員第三次前往俄羅斯“聯(lián)盟”系列飛船躲避太空垃圾。美國(guó)國(guó)家航空航天局網(wǎng)站公布的數(shù)據(jù)顯示，目前地球周邊有50多萬塊太空垃圾，其速度都在每小時(shí)2．8萬公里以上。美國(guó)戰(zhàn)略司令部下屬的空間監(jiān)視網(wǎng)一直在對(duì)直徑不小于10厘米的太空垃圾進(jìn)行監(jiān)控。2011年底，美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)也有一份報(bào)告稱，地球上空的太空垃圾數(shù)量已達(dá)“臨界點(diǎn)”，太空碰撞事故幾率大增。其實(shí)，人類在對(duì)宇宙的探索與發(fā)現(xiàn)同時(shí)，一直在制造著太空垃圾，也一直在想辦法清理太空垃圾。

  只是，制造垃圾容易，清理卻是個(gè)難題。更何況，最近又有人提出，這些太空垃圾實(shí)際上也記錄著人類走出地球、征服宇宙的“腳印”，是人類探索浩瀚太空所留下來的珍貴“歷史文物”，值得保存。

來源

  我們所說的“太空垃圾”，按照火箭科學(xué)家專業(yè)的說法叫做“軌道碎片”。自20世紀(jì)50年代開始探索宇宙以來，人類已經(jīng)發(fā)射了4000多次航天運(yùn)載火箭，每個(gè)航天飛行器都會(huì)留下各種各樣的垃圾。其中既有報(bào)廢的衛(wèi)星、火箭箭體，又有航天器的零件，甚至包括宇航員的生活垃圾。

  別小看了這些太空垃圾。據(jù)截止至2009年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，直徑大于10厘米的碎片已有9000多個(gè)，直徑大于1厘米的空間碎片數(shù)量超過11萬個(gè)，大于1毫米的空間碎片超過已三十萬個(gè)。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(jì)。另?yè)?jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前約有3000噸太空垃圾在繞地球飛奔，而其數(shù)量還在以每年2%—5%的速度增加。

  美國(guó)憂思科學(xué)聯(lián)盟也公布了一個(gè)截至2009年1月21日的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，稱目前運(yùn)行在地球軌道上的人造衛(wèi)星有905顆，其中美國(guó)443顆、俄羅斯91顆、中國(guó)54顆。最為擁擠的地球同步軌道，即高度35860公里、赤道上空、傾角為0的位置上，衛(wèi)星數(shù)量已達(dá)366顆。而近地軌道，即700公里到2000公里高空位置上，有442顆衛(wèi)星。難怪美國(guó)的《時(shí)代》周刊在一篇文章中說，“如果你得知頭上飛著那么多的太空垃圾，很可能會(huì)晚上睡不著覺。”

  有一點(diǎn)可以肯定的是，它們完全是人為造成的。

  2010年7月30日據(jù)俄新網(wǎng)報(bào)道，俄羅斯航天署新聞處發(fā)布消息說，中國(guó)已經(jīng)成為在近地宇宙空間制造太空垃圾最多的國(guó)家。“根據(jù)統(tǒng)計(jì)，40%的太空垃圾是中國(guó)制造的。美國(guó)的太空垃圾占27.5%，俄羅斯占25.5%，其他國(guó)家占7%”。但根據(jù)美國(guó)國(guó)家航空航天局負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)太空碎片部門的官方數(shù)據(jù)，卻稱近地空間大多數(shù)的太空垃圾都屬于俄羅斯和獨(dú)聯(lián)體國(guó)家，有5833顆，其中包括1402顆衛(wèi)星，4431個(gè)運(yùn)載火箭殘骸等“垃圾”；美國(guó)排在第二，總共制造了4824個(gè)垃圾，包括1125顆報(bào)廢衛(wèi)星和3699個(gè)運(yùn)載火箭殘骸等碎片；中國(guó)制造的太空垃圾超過3388個(gè)，包括88顆廢衛(wèi)星和3300個(gè)其它碎片，但少于俄羅斯和美國(guó)。

  一般來說，這些太空垃圾在大氣阻力的影響下會(huì)逐漸隕落。調(diào)查表明，自開辟太空時(shí)代50年以來，許多太空垃圾都在進(jìn)入大氣層時(shí)被燒掉了。所以萬幸的是，迄今沒有大型的太空垃圾墜向地球，也尚未傷人。

  但是如果它的軌道很高，所受大氣阻力變小，它便能在軌道上存留數(shù)萬年甚至數(shù)百萬年。一個(gè)太空飛行器若在600公里的高空飛行，它將圍繞地球轉(zhuǎn)25-30年；如果它位于1000公里的高度，則可飛行到4001年；如果再高，它則幾乎會(huì)成為永恒的物體。事實(shí)上，太空中這種“長(zhǎng)壽”垃圾越來越多。目前大多數(shù)太空垃圾都處于比較高的高度上。美國(guó)在1958年發(fā)射一顆命名為“先鋒”的衛(wèi)星，便是尚存最長(zhǎng)時(shí)間的太空垃圾之一。

危害

  美國(guó)國(guó)家航空航天局曾公布，1983年，美國(guó)航天飛機(jī)“挑戰(zhàn)者”號(hào)與一塊直徑0.2毫米的涂料剝離物相撞，導(dǎo)致舷窗被損，只好停止飛行；1986年，“阿麗亞娜”號(hào)火箭進(jìn)入軌道之后不久便爆炸，其殘骸便使兩顆日本通信衛(wèi)星“命赴黃泉”……

  據(jù)俄羅斯的報(bào)紙記載，1987年，曾發(fā)生過因連接器擰不緊，“量子”艙無法同“和平”號(hào)對(duì)接的情況。當(dāng)時(shí)，經(jīng)驗(yàn)豐富的地面控制中心認(rèn)為，艙外肯定有物質(zhì)干擾對(duì)接，于是派一個(gè)考察組上去檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)那里有一個(gè)金屬殘片。
  2005年1月17日，南極上空885公里，一塊31年前發(fā)射的美國(guó)雷神火箭推進(jìn)器遺棄物，與中國(guó)6年前發(fā)射的長(zhǎng)征四號(hào)火箭CZ-4碎片相撞，成為一起典型的太空垃圾“宇宙交通肇事案”。 
  
  2009年北京時(shí)間2月11日晚0時(shí)55分，位于西伯利亞上空790公里，美國(guó)1997年發(fā)射的一顆銥星和俄羅斯1993年發(fā)射的一顆衛(wèi)星（已報(bào)廢）相撞，并產(chǎn)生大量太空垃圾。美國(guó)國(guó)家航空航天局稱，這是人類歷史上首次發(fā)生衛(wèi)星相撞事故，但其產(chǎn)生的太空垃圾極有可能會(huì)對(duì)國(guó)際空間站構(gòu)成威脅。

  種種案例都顯示，由于飛行速度極快(高達(dá)6-7公里/秒)，這些太空垃圾都蘊(yùn)藏著巨大的殺傷力。一塊10克重的太空垃圾撞上衛(wèi)星，相當(dāng)于兩輛小汽車以100公里的時(shí)速迎面相撞———衛(wèi)星會(huì)在瞬間被打穿或擊毀！一塊直徑0.5厘米的金屬碎屑，足以擊穿宇航員的宇航服，使其一命嗚呼。
清理方法

  很多國(guó)家都在推出清掃太空垃圾的計(jì)劃。目前最常用的方法，是將廢棄的航天器轉(zhuǎn)移至高軌道，或?qū)⑵湟龑?dǎo)墜入指定海域。

  比如，日本科學(xué)家計(jì)劃用一張寬數(shù)公里的巨網(wǎng)打撈太空垃圾，然后在引力作用下進(jìn)入大氣層銷毀；英國(guó)科學(xué)家計(jì)劃研制太陽(yáng)帆，即一種利用太陽(yáng)光壓力的航天器，借助攝像頭偵察、吸住太空垃圾，最后讓其墜入大氣層銷毀；瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院洛桑分校早前宣布，計(jì)劃于2015年至2016年間發(fā)射一顆小型人造衛(wèi)星，用以捕捉太空垃圾，并將其帶入地球大氣層焚燒；美國(guó)航空航天制造商洛克希德·馬丁公司則推出“太空籬笆”計(jì)劃，預(yù)計(jì)于2015年投入首次運(yùn)行，追蹤太空中漂浮的垃圾；中國(guó)也已確定以數(shù)據(jù)庫(kù)為載體的“空間碎片探測(cè)預(yù)警工程”、以防護(hù)設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)為載體的“空間碎片防護(hù)工程”和以空間碎片減緩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為載體的“空間環(huán)境保護(hù)工程”的三大主題工程，來對(duì)付太空垃圾。

  但清除太空碎片的措施實(shí)行起來十分困難，而且成本昂貴，這些成本比衛(wèi)星被碎片撞擊后造成的經(jīng)濟(jì)損失還要大得多。因此眼下防范太空垃圾還是以“躲”為主，或者等待它們自己進(jìn)入大氣層燒毀。

　　瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院的“太空清理一號(hào)”的計(jì)劃，目前就面臨著三個(gè)技術(shù)難點(diǎn)：首先，“太空清理一號(hào)”該怎樣進(jìn)入目標(biāo)物的軌道。這家瑞士研究中心考慮將使用自產(chǎn)的一臺(tái)新式微型發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)衛(wèi)星的軌道進(jìn)行不斷調(diào)整；其次，“太空清理一號(hào)”如何接近高速移動(dòng)、不能自控，甚至可能帶有危險(xiǎn)自旋的目標(biāo)物。科學(xué)家計(jì)劃將在衛(wèi)星的一端安裝機(jī)械爪，以抓住目標(biāo)物；最后，“太空清理一號(hào)”在捕獲目標(biāo)物后必須變軌，在返回大氣層的過程中，通過高溫高壓使垃圾熔化銷毀?，F(xiàn)階段研發(fā)的清理衛(wèi)星還是一次性的，但制造一顆這種太空清理衛(wèi)星的花費(fèi)已達(dá)800萬歐元。

價(jià)值

  當(dāng)各國(guó)科學(xué)家正在為清除太空碎片絞盡腦汁的時(shí)候，澳大利亞阿德萊德的弗林德斯大學(xué)的科學(xué)家艾麗斯·戈曼卻警告說：“如果對(duì)圍繞地球軌道上飛行的垃圾進(jìn)行大清除的話，那就會(huì)失去不可替代的具有歷史意義的人造制品。”

  戈曼目前是世界考古大會(huì)太空遺產(chǎn)特別小組的主席之一。她說：“有一些宇航局認(rèn)為太空垃圾非常危險(xiǎn)?？墒?，我們現(xiàn)在應(yīng)該打開一個(gè)時(shí)間窗，從時(shí)間的緯度來考慮如何正確地實(shí)施他們提出的大清除計(jì)劃。”戈曼認(rèn)為盡管對(duì)太空垃圾的處理是一個(gè)刻不容緩的世界性課題，但各國(guó)的航天機(jī)構(gòu)應(yīng)該對(duì)目前仍停留在地球軌道上的部分人造裝置的價(jià)值進(jìn)行重新評(píng)估，有必要區(qū)分現(xiàn)在被大家籠統(tǒng)稱呼的所謂的“太空垃圾”中，哪些是真正的垃圾，哪些不是，“不分類別的清理，只會(huì)讓人類的歷史遺產(chǎn)遭到破壞”。

  被她認(rèn)為具有“遺產(chǎn)價(jià)值”的太空物品中，包括于1958年發(fā)射的“先鋒一號(hào)”衛(wèi)星，還有其他留在太空中的最古老的人類物體以及澳大利亞設(shè)計(jì)并制造的衛(wèi)星FedSat。戈曼說，保護(hù)這些物體可以為一個(gè)國(guó)家在太空的存在提供證據(jù)，或者幫助重建人類太空探索的歷史。她說：“我的計(jì)劃中，將列出太空探索遺產(chǎn)，用什么樣的機(jī)制管理太空垃圾，法律界限是什么，哪些地點(diǎn)應(yīng)該被看成是遺產(chǎn)的一部分。”

  2012年1月29日，有媒體報(bào)道，美國(guó)加州歷史資源保護(hù)委員會(huì)已一致投票通過，把美國(guó)宇宙飛船“阿波羅11號(hào)”1969年在月球上留下的106件物品，列入“歷史資源”加以保護(hù)。這份“歷史資源”名單中，只限于航天員留在月球的物品，不包括航天員在月球表面留下的腳印或“靜海基地”。名單中有美國(guó)國(guó)旗、盛尿器皿、嘔吐袋、科學(xué)儀器、支撐登月艙陸的蜘蛛腳支架，以及一批“別具歷史價(jià)值”的垃圾，如空罐頭、數(shù)袋人體排泄物等，重約5000磅。