太空垃圾(Space debris 或 space junk)是圍繞地球軌道的無用人造物體。太空垃圾小到由人造衛(wèi)星碎片、漆片、粉塵，大到整個火箭發(fā)動機構(gòu)成。自2009年1月以來已有大量的太空垃圾在太空軌道中。由于高速的軌道碎片可對運轉(zhuǎn)的衛(wèi)星造成極大損害，太空垃圾成為日益受到關(guān)注問題。

 簡介

英文：spacetrash。按照火箭科學(xué)家專業(yè)的說法叫做“軌道碎片”，不過一般人都將其稱為“太空垃圾”。別小看了這些零零碎碎的太空垃圾，據(jù)統(tǒng)計，直徑大于1厘米的空間碎片數(shù)量竟然超過11萬個，而大于1毫米的空間碎片超過三十萬個。驚訝有這么多的垃圾嗎?其實，歸根結(jié)底都是我們?nèi)祟愖约褐圃斓摹?/p>

太空垃圾的產(chǎn)生

簡單來說，就是在人類探索宇宙的過程中，被有意無意地遺棄在宇宙空間的各種殘骸和廢物。

最近，NASA(美國國家航空航天局)憂心忡忡地公布：2005年1月17日，南極上空885公里，發(fā)生了一起看似偶然的“宇宙交通事故”——一塊31年前發(fā)射的，美國雷神火箭推進(jìn)器遺棄物，與中國6年前發(fā)射的長征四號火箭CZ-4碎片相撞。這是一起典型的太空垃圾“宇宙交通肇事案”。

最早提出“太空垃圾”概念的是防空部隊的值班人員，因為監(jiān)控宇宙空間的部門每天要監(jiān)視5萬多個物體，太空垃圾常令他們迷惑。16年前，加拿大某氣象臺宣布，發(fā)現(xiàn)了英仙星座附近有星體爆炸。后來才弄楚，這不過是一顆廢棄人造衛(wèi)星在太陽光反射下造成的效果。另據(jù)俄報載，1987年，曾發(fā)生過因連接器擰不緊，“量子”艙無法同“和平”號對接的情況。當(dāng)時，經(jīng)驗豐富的地面控制中心認(rèn)為，艙外肯定有物質(zhì)干擾對接，于是派一個考察組上去檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)那里有一個金屬殘片。

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。但由于其在經(jīng)過大氣層與空氣產(chǎn)生的急劇摩擦使得這些垃圾在未通過大氣層時就自我燃燒殆盡，在大氣層的保護(hù)下就自我毀滅了。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。

垃圾碰撞

美國東部時間2009年2月10日上午11時55分(北京時間2月11日晚0時55分)，美國和俄羅斯的兩顆通信衛(wèi)星在太空相撞并產(chǎn)生大量太空垃圾，這極有可能會對國際空間站構(gòu)成威脅。

美國宇航局(NASA)表示，他們還需要數(shù)周時間來判斷此次事故帶來的破壞程度，目前只是在對約500塊體積較大的碎片進(jìn)行跟蹤。

根據(jù)其通報，這次衛(wèi)星相撞發(fā)生地點位于西伯利亞上空790公里，兩顆相撞的衛(wèi)星分別是美國1997年發(fā)射的一顆銥星，以及俄羅斯1993年發(fā)射的一顆衛(wèi)星。前者是銥星公司運行中的66顆通訊衛(wèi)星之一，后者則是一顆報廢的俄羅斯衛(wèi)星。

這也是人類歷史上首次發(fā)生衛(wèi)星相撞事故。

美國宇航局太空垃圾跟蹤首席科學(xué)家尼古拉斯·約翰遜(Nicholas L. Johnson)說，盡管以前曾經(jīng)觀測到三次很小的碰撞，但是這么大的兩顆通訊衛(wèi)星撞到一起還是第一次。

臨界引爆點

美國宇航局

50年太空開發(fā)給我們頭頂?shù)奶炜樟粝麓罅坷夯鸺七M(jìn)器殘骸、人造衛(wèi)星碎片、脫落的油漆，甚至一只宇航員的手套。近日，美國宇航局(NASA)的科研人員稱，太空垃圾的臨界引爆點正在來臨。即使不再發(fā)射太空飛船，到2055年，由碰撞所產(chǎn)生的新碎片數(shù)量將超過落回地球和燃燒掉的碎片總數(shù)。

伯爾尼大學(xué)天文學(xué)院與歐洲航天局合作追蹤太空垃圾已經(jīng)8年，其間，進(jìn)行過多次太空碎片的測算。瑞士伯爾尼大學(xué)天文學(xué)院(Bern University's Astronomical Institute)教授Thomas Schildknecht和他的研究小組參與了對太空的監(jiān)控。這個科研小組將安置在西班牙島嶼特納里夫(Tenerife)和伯爾尼附近的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)2萬～3.6萬公里的高空，對那里的太空垃圾作搜索和監(jiān)控。

歐洲航天局的模型

顯示有60多萬個直徑超過1厘米的太空垃圾以數(shù)千公里的時速圍繞著我們的星球橫沖直撞。美國空間監(jiān)視網(wǎng)(Space Surveillance Network)對約1.2萬個直徑超過10厘米的碎片進(jìn)行監(jiān)控，但大多數(shù)的碎片物質(zhì)還是沒有被觀察到?？蒲腥藛T指出，在低空軌道(2千公里高度以內(nèi))上，一個1厘米見方、速度為每秒15公里的微小碎片若撞上運行中的人造衛(wèi)星，可能造成的破壞等同于一枚手榴彈的威力。

“在低空軌道，那里有空間站和載人飛船。以國際空間站為例，人們認(rèn)為，在今后10年內(nèi)，它被太空垃圾嚴(yán)重撞擊的可能性達(dá)到50%。”Schildknecht說。

“如今還沒有像真空吸塵器之類能夠有力地清理太空垃圾的可行辦法。”Schildknecht表示，“因而國際上大多數(shù)努力將重點放在追蹤較大碎片上，以預(yù)防碰撞的發(fā)生，避免產(chǎn)生更多碎片。”

8年來，在伯爾尼和特納里夫，Schildknecht和他的科研小組與歐洲航天局(European Space Agency)合作，對在高空急速飛行的小碎片建立了清單。他們的調(diào)查結(jié)果用來幫助指導(dǎo)人造衛(wèi)星穿過碎片地帶。Schildknecht說：“目前，每一兩個月，就有一個人造衛(wèi)星被指引遠(yuǎn)離飄浮著的太空垃圾的軌道。”

科研小組的另一部分工作則是提醒太空組織，更清醒地認(rèn)識到環(huán)境問題到底有多嚴(yán)重。“這就像地球上的垃圾處理。我們碰到的是15年前產(chǎn)生的垃圾，當(dāng)時人們還根本不曉得這回事。”Schildknecht說，“在某些高度上，如800至1000公里處，問題正變得越來越糟糕。因為那里有許多人造衛(wèi)星，隨著時間推移，它們也可能產(chǎn)生碎片。大多數(shù)碎片會逐漸落下，在進(jìn)入大氣層之前，它們會聚集在較低的高度上。最大的問題并非是給地球造成的風(fēng)險，而是對太空使命的危害。各太空機構(gòu)對這一問題的認(rèn)識不斷加強，并開始迫使商業(yè)組織遵守最低綱領(lǐng)。最終目標(biāo)將是編制一套行業(yè)守則，以限制太空探測產(chǎn)生的碎片數(shù)量。”

但美國俄克拉荷馬州的Lottie Williams并不同意Schildknecht的看法。他是有史以來第一位，也是唯一一位被人造太空碎片擊中的人。1997年1月22日，她在塔爾薩的公園里散步時，被一個15厘米的金屬塊擊中肩部，這個金屬塊后被確認(rèn)是1996年將一枚美國空軍衛(wèi)星發(fā)射升天的Delta II火箭的燃料箱碎片。所幸的是，Williams并沒有受傷。

太空垃圾統(tǒng)計

根據(jù)美國宇航局的統(tǒng)計，目前地球軌道上有大約4000個運行中或報廢的人造衛(wèi)星和火箭殘體，此外還有大約6000個可以看到并跟蹤的太空垃圾碎片;而直徑超過一厘米的太空垃圾，更多達(dá)20萬個。這些物體大多數(shù)的運行速度，都在2萬公里/小時以上。

運行在地球軌道上的這些物體無時無刻不對衛(wèi)星本身的安全、航天飛機以及國際空間站的安全構(gòu)成威脅。

根據(jù)美國憂思科學(xué)聯(lián)盟(Union of Concerned Scientists)截至2009年1月21日的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，目前運行在地球軌道上的人造衛(wèi)星為905顆，其中美國443顆、俄羅斯91顆、中國54顆，最為擁擠的地球同步軌道(高度35860公里，赤道上空，傾角為0)上的衛(wèi)星為366顆。近地軌道(700公里到2000公里)上有442顆。

民用太空環(huán)境安全預(yù)警

2008年10月，來自美國、歐盟、俄羅斯和中國的幾百名太空安全專家曾經(jīng)在意大利羅馬召開了一次國際太空安全會議，其議題就是“民用太空環(huán)境安全預(yù)警”。

這次會議的發(fā)起人之一，世界安全基金會(Secure World Foundation，SWF)的技術(shù)顧問布萊恩·維頓(Brian Weeden)就表示，直到目前，太空環(huán)境安全的討論還只限于軍事范疇。

但他提醒說，太空環(huán)境安全預(yù)警不僅對于軍事行為至關(guān)重要，也對于民用航天器生死攸關(guān)，因此必須在國際范圍內(nèi)建立一套類似于目前管理民用航空系統(tǒng)的太空交通管制系統(tǒng)，以避免日后出現(xiàn)的混亂。而在目前，少有企業(yè)和國家擁有獨立完成和運行這樣的系統(tǒng)的資源。

早在1985年，美國主要政府智囊機構(gòu)阿斯平戰(zhàn)略集團(tuán)就提出，地球同步軌道上的航天器正在以每十年翻一番的速度增加，將顯著增大太空行為的難度和太空事故的可能性，因此必須提高美國的太空監(jiān)測和跟蹤能力。

這在很大程度上，促成了美國太空監(jiān)視網(wǎng)的進(jìn)一步完善。目前這套網(wǎng)絡(luò)由分布在全球的25個陸基雷達(dá)站點組成，能夠發(fā)現(xiàn)在3萬公里高空飛行的直徑只有十厘米的物體，迄今他們已經(jīng)對超過數(shù)萬個繞地飛行的太空物體進(jìn)行過跟蹤調(diào)查，嚴(yán)密監(jiān)控中的在軌目標(biāo)達(dá)1.8萬個。

不過要將全球隸屬于各個國家、具備不同用途，甚至包含軍事機密的人造衛(wèi)星納入到統(tǒng)一的太空交通管制系統(tǒng)，盡管技術(shù)上的障礙不難克服，政治上卻存在難以逾越的鴻溝。

美國華盛頓防務(wù)信息中心主任特麗莎·海申斯(Theresa Hitchens)就表示，隨著軍事上投入的增加，也迫切需要建立一套用于非軍事用途的中立的數(shù)據(jù)分享系統(tǒng)，以確保透明和避免摩擦。

目前運行中的在線衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)Celes Trak，可以根據(jù)美國北美太空安全司令部(NORAD)的監(jiān)測數(shù)據(jù)跟蹤太空中衛(wèi)星的運行情況，并每周提供一份“蘇格拉底報告”(SOCRATES：Satellite Orbital Conjunction Reports Assessing Threatening Encountersin Space)，預(yù)測在下一周可能發(fā)生的衛(wèi)星軌道交錯事件。

不過這次的衛(wèi)星相撞事件卻并未被預(yù)測到，原因是俄羅斯衛(wèi)星脫離了原有軌道。位于美國休斯頓約翰遜太空中心負(fù)責(zé)研究軌道殘骸的專家馬克·馬特尼(Mark Matney)就指出，俄羅斯的衛(wèi)星首先失去了控制，并脫離了原先的軌道，因此造成了此次撞星事故。

但他同時也警告說，如果國際社會不能盡快采取措施，“我們知道這種相撞事故遲早會發(fā)生的。”

創(chuàng)意方案

激光發(fā)射器

從地面或者太空發(fā)射激光，將太空垃圾推至離地球更近的軌道，使其在地球引力作用下加速下落。但是這樣創(chuàng)意的缺點在于：成本過高，激光發(fā)射裝置非常昂貴，而且可以擊中的目標(biāo)有限。

太空垃圾收集車

太空垃圾回收車能夠在太空軌道指定地點上將將大塊太空殘骸收集和封裝起來，然后運送到離地球比較近的軌道上。這種垃圾收集車還可以收集整塊的老火箭殘體。但是方案的問題在于成本太高，而且操作也比較復(fù)雜。

金屬細(xì)絲

這種方案就是在飛船發(fā)射之前，在飛船上面附著一個金屬細(xì)絲，進(jìn)入軌道后用它來擊落那些碎片。

定位跟蹤

太空垃圾定位及監(jiān)視系統(tǒng)還是冷戰(zhàn)時期美蘇兩國為監(jiān)視敵方導(dǎo)彈進(jìn)攻及間諜衛(wèi)星而建造的跟蹤系統(tǒng)。它們能探測到低軌道上10厘米大小和地球同步軌道上1米大小的碎片。

自殺衛(wèi)星

體積只有足球那么大，一旦偵察到太空垃圾，便依附在垃圾上，使其速度降低，最后進(jìn)入大氣層，與太空垃圾同歸于盡。

空間工友

由12只空間“垃圾箱”組成，在地球同步軌道上運行。當(dāng)太空垃圾飛過時，它的由電腦控制的機械臂會抓住目標(biāo)，放進(jìn)“垃圾箱”后將其分割切碎，使其墜入地球大氣層燃燒自毀。

少太空垃圾歷史

太空垃圾的名目繁多：大的有已經(jīng)“壽終正寢”，但仍在空間軌道兜圈子的衛(wèi)星、空間站等航天器，被遺棄的運載火箭推進(jìn)器殘骸;中等有意外爆炸形成的碎片，如1996年6月3日，美國一枚飛馬座火箭發(fā)生爆炸，共產(chǎn)生了約300000個危害性碎片;小的有一些零部件，如星箭分離用的爆炸螺栓、衛(wèi)星包帶和彈簧等，還有宇航員“隨地亂扔”的垃圾，比如1965年，在美國首次太空行走過程中，宇航員愛德華失手丟掉了一只手套(還好，一個月后，這只時速近28000公里，人類歷史上殺傷力最大的手套墜入大氣層燒毀);更多的則是極其微小的空間微粒，如航天器脫落的油漆顆粒等。

那么在近地球軌道究竟有多少太空垃圾呢?有人估算，自開辟太空時代50年來，太空垃圾大約已有2.5萬塊。由于其中許多物體在進(jìn)入大氣層時燒掉了，現(xiàn)在能夠看到的大約有9000件。而且，一個太空飛行器若在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，它則幾乎會成為永恒的物體。如今，太空中這種“長壽”垃圾越來越多，清除將是極其艱難的。

相關(guān)報道

事件介紹

據(jù)英國多家媒體報道，這塊金屬塊有5英寸(約12厘米)長、3英寸(約7厘米)寬、1.5英寸(約4厘米)厚，重4磅(約1.8公斤)，為深灰色，今年7月墜落到位于英國蘇格蘭港市赫爾市西北一個街區(qū)的彼得?韋爾頓夫婦家的閣樓里。

76歲的彼得說，這玩意兒掉下來時，他正在臥室，他妻子在起居室，他們都聽到了屋頂破碎的聲音，上閣樓一看，發(fā)現(xiàn)了這個天外來物。由于物體發(fā)燙，他不得不戴上微波爐手套才將其拿下樓來。“這太令人震驚了。如果它墜落在街道上砸到人，說不定會要人命。” 老人家還表示，他們住的這套房屋是租的，房東當(dāng)天已經(jīng)找來工人維修屋頂被砸出的洞。

調(diào)查分析

太空中或已飛行10年

當(dāng)?shù)鼐诫S后將這塊物體帶走，最后將其交給英國國防部鑒定。起初人們懷疑這是飛機上掉下來的部件，但英國皇家空軍飛行安全分部經(jīng)過調(diào)查和分析，并咨詢了歐洲宇航局和美國航空航天局后，得出結(jié)論說，這可能是太空垃圾碎片，雖然他們現(xiàn)在還不能確定它是從什么東西上掉下來的。 此外，調(diào)查人員還認(rèn)為，這塊金屬很可能已經(jīng)在太空中“游蕩”了至少10年。

這是英國皇家空軍過去5年里，首次發(fā)現(xiàn)太空飛行物殘骸墜落地球表面。

按照火箭科學(xué)家專業(yè)的說法，它們被稱為“軌道碎片”，不過一般人都將其稱為“太空垃圾”。

如今，太空垃圾日益成為人類面臨的一個難題。我們51年前將第一個航天器發(fā)射到太空―――蘇聯(lián)第一顆人造衛(wèi)星。半個世紀(jì)過去了，我們已經(jīng)將太空變成了一個垃圾場，里面充斥著無數(shù)的碎片。在這里，數(shù)百顆衛(wèi)星、一個國際空間站、一個太空望遠(yuǎn)鏡、大量行星間探測器正在運行。

航天器會掉落大氣層化為灰燼，但這一過程通常需要幾個月時間。還有數(shù)百萬太空碎片在距地面2萬英里的地球靜止軌道周圍徘徊，始終不散去。

構(gòu)成這些碎片的包括廢棄的航天器和報廢衛(wèi)星，火箭外包裝，碰撞和對接期間產(chǎn)生的金屬片，螺母和螺栓，不慎丟棄的工具，以及從載人飛船上扔下的宇航員排泄物。俄羅斯“和平”號空間站雖為人類太空探索作出過重大貢獻(xiàn)，但也在運行過程中產(chǎn)生了200多包垃圾。

飛馬座事件

1994年，“飛馬座”無人火箭爆炸，瞬間化為30萬件直徑超過八分之一英寸的碎片。

今年7月的一天，一塊滾燙發(fā)紅的金屬塊從天而降，砸穿房頂后落在英國東北部赫爾市的一對老年夫婦家中，二老起初以為是飛機上掉下的部件。英國皇家空軍經(jīng)過鑒定后在10月15日宣布，這可能是來自太空中的太空垃圾。而這也是皇家空軍開始監(jiān)測空中降落物體5年來，首次發(fā)現(xiàn)太空垃圾殘骸墜地。

“天外來客”降落閣樓

據(jù)英國多家媒體報道，這塊金屬塊有5英寸(約12厘米)長、3英寸(約7厘米)寬、1.5英寸(約4厘米)厚，重4磅(約1.8公斤)，為深灰色，今年7月墜落到位于英國蘇格蘭港市赫爾市西北一個街區(qū)的彼得•韋爾頓夫婦家的閣樓里。

76歲的彼得說，這玩意兒掉下來時，他正在臥室，他妻子在起居室，他們都聽到了屋頂破碎的聲音，上閣樓一看，發(fā)現(xiàn)了這個天外來物。由于物體發(fā)燙，他不得不戴上微波爐手套才將其拿下樓來。“這太令人震驚了。如果它墜落在街道上砸到人，說不定會要人命。” 老人家還表示，他們住的這套房屋是租的，房東當(dāng)天已經(jīng)找來工人維修屋頂被砸出的洞。

移動雷達(dá)

在日本本州島岡山縣一臺遠(yuǎn)程控制雷達(dá)從4月6日起開始工作，該雷達(dá)主要作用是跟蹤太空垃圾的移動。這是世界上第一臺專門用來跟蹤太空垃圾移動的雷達(dá)，在其他一些國家都是借助于軍用雷達(dá)來記錄或確定太空垃圾。

眾所周知，成千上萬衛(wèi)星、火箭碎片以及其他人工物體在近地軌道上飛行，它們的飛行速度可在到7000-8000千米/秒，對現(xiàn)有太空飛行器的飛行安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。新型雷達(dá)能測定直徑為1米高度達(dá)600千米物體的位置，并能同時跟蹤近十個物體。

新型雷達(dá)由幾家私人公司在日本文部科學(xué)省資助下耗資20億日元(約1800萬美元)建成，該雷達(dá)將由位于日本大阪附近茨城的航天中心進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制。

探測和控制

保持太空清潔

人類開發(fā)宇宙向宇宙空間發(fā)射的各種航天器，因工作壽命終止、因意外或有意爆炸產(chǎn)生的碎片，以及航天員扔出飛船艙外的垃圾等，從而不可避免在產(chǎn)生了太空垃圾。這些空間垃圾大約以每年10%的速度增加，而且體積越來越大。

由于空間垃圾和航天器之間的相對速度很大，一般為幾千米每秒至幾十千米每秒，因此，即使輕微碰撞，也會造成航天器的重大損壞。

現(xiàn)在，航天專家們已經(jīng)開始研究限制空間垃圾的產(chǎn)生，以及消除空間垃圾的辦法。如：將停止工作的衛(wèi)星推進(jìn)到其他軌道上去，以免同正常工作的衛(wèi)星發(fā)生碰撞;用航天飛機把損壞的衛(wèi)星帶回到地球，以減少空間的大件垃圾。

探測和控制太空垃圾

自從40年前太空時代開始以后，火箭已經(jīng)將2萬噸重的物體送上了太空?，F(xiàn)在太空中仍有大約1萬件、4500噸物體。其中，只有5%是仍在工作的宇宙飛行器。其實這一數(shù)字是非常保守的，因為這只是指軍用衛(wèi)星和望遠(yuǎn)鏡所能觀察和跟蹤到的物體?，F(xiàn)在令太空研究者最擔(dān)心的是運行在不同高度軌道上的那些不能被跟蹤到的物體。在太空中與任何微小物體的碰撞都會給宇宙飛行器造成致命的破壞。

太空垃圾的來源很多。其中包括廢棄的太空飛行器和火箭發(fā)射時的廢棄物、破碎的衛(wèi)星甚至核反應(yīng)堆中泄漏的燃料等。美國于1958年3月份發(fā)射了第二顆衛(wèi)星先鋒2號，這顆衛(wèi)星僅僅工作了6年的時間，但并未回收，直到現(xiàn)在仍在太空中游蕩。太空垃圾的另一個重要來源就是發(fā)射衛(wèi)星時遺留在太空中的空火箭殼。到1998年為止，在太空中已經(jīng)有1500個無用的火箭盤繞在我們的頭頂上。

人類在太空中飛行也會丟棄垃圾。1965年，美國人第一次在太空中行走時，飛行員愛德華.懷特就丟失了一只手套。現(xiàn)在這只手套正在離地28000千米的軌道上高速運行，隨時都有可能與太空飛行器相撞。所以這只手套成為人類制造的最危險的服飾之一。關(guān)于太空垃圾這一問題直到80年代才引起人們的注意。現(xiàn)在大一些的太空碎片可以用監(jiān)測導(dǎo)彈和間諜衛(wèi)星的系統(tǒng)來進(jìn)行監(jiān)測。美國和前蘇聯(lián)的太空檢測網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)登記了1萬個太空物體。每天大約有50個雷達(dá)、光學(xué)或光電感應(yīng)器要對天空進(jìn)行大約15萬次觀察。

但是這一監(jiān)測系統(tǒng)卻不能探測到小于10厘米的物體。直到1984年，科學(xué)家才采取取樣調(diào)查的方法，對這些小物體進(jìn)行了分析。現(xiàn)在德國和美國的科學(xué)雷達(dá)可以探測到2毫米大小的物體。

盡管現(xiàn)在發(fā)射衛(wèi)星的數(shù)量有所減少，監(jiān)測技術(shù)也有所提高，但消除太空垃圾仍然是一個十分困難艱巨的課題?，F(xiàn)在美國宇航局、國防部和能源部正在研究一項計劃，在地面上用激光來去除太空中的小型垃圾。科學(xué)家提出如果人類現(xiàn)在不能積極地控制衛(wèi)星的數(shù)量和消除太空垃圾，那么人類在天空中也會像在地球上一樣缺少空間。

太空垃圾危害

垃圾產(chǎn)生

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。

不要小看這些太空垃圾，由于飛行速度極快(6～7公里/秒)，它們都蘊藏著巨大的殺傷力，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公里的時速迎面相撞——衛(wèi)星會在瞬間被打穿或擊毀!試想，如果撞上的是載人宇宙飛船……

而且人類對太空垃圾的飛行軌道無法控制，只能粗略地預(yù)測。這些垃圾就像高速公路上那些無人駕駛，隨意亂開的汽車一樣，你不知道它什么時候剎車，什么時候變線。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。

雪崩效應(yīng)

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，但一旦撞上，就是毀滅性的。更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?

太空垃圾是人類在進(jìn)行航天活動時遺棄在太空的各種物體和碎片，它們?nèi)缛嗽煨l(wèi)星一般按一定的軌道環(huán)繞地球飛行，形成一條危險的垃圾帶。太空垃圾可分為三類：一是用現(xiàn)代雷達(dá)能夠監(jiān)視和跟蹤的比較大的物體，主要有種種衛(wèi)星、衛(wèi)星保護(hù)罩及各種部件等，這類垃圾目前已達(dá)8000多個;二是體積小的物體，如發(fā)動機等在空間爆炸時產(chǎn)生的，其數(shù)量估計至少有幾百萬;三是核動力衛(wèi)星及其產(chǎn)生的放射性碎片，到2000年，這類衛(wèi)星送到地球軌道上的碎片達(dá)3噸。

1957年10月4日，前蘇聯(lián)成功地發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星，揭開了人類空間時代的序幕，同時也為太空送去了第一批垃圾。當(dāng)時，宇航員完成飛行任務(wù)，把衛(wèi)星的裝載艙、備用艙、儀器設(shè)備及其他遺棄物都留在了衛(wèi)星軌道上。此后，隨著人類太空史上的一次次壯舉，太空垃圾與日俱增。人類先后已將4000余顆衛(wèi)星送入太空，目前仍在正常運轉(zhuǎn)的僅有400余顆，其余的或墜毀于地球表面，或遺留在太空，成為太空垃圾。據(jù)統(tǒng)計，目前約有3000噸太空垃圾在繞地球飛奔，而其數(shù)量正以每年2%～5%的速度增加。科學(xué)家們預(yù)測：太空垃圾以此速度增加，將會導(dǎo)致災(zāi)難性的連鎖碰撞事件發(fā)生，如此下去，到2300年，任何東西都無法進(jìn)入太空軌道了。

太空垃圾事故

太空垃圾給航天事業(yè)的發(fā)展帶來了隱患，它們成為人造衛(wèi)星和軌道空間站的潛在殺手，使宇航員的安全受到嚴(yán)重威脅。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。1983年，美國航天飛機“挑戰(zhàn)者”號與一塊直徑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。前蘇聯(lián)的“禮炮—7”號軌道站也多次被此類“塵埃”損壞。1986年，“阿麗亞娜”號火箭進(jìn)入軌道之后不久便爆炸，成為564塊10 厘米大小的殘骸和2300塊小碎片，這枚火箭的殘骸使兩顆日本通信衛(wèi)星“命赴黃泉”!1991年9月15日，美國發(fā)射的“發(fā)現(xiàn)者”號航天飛機差一點與前蘇聯(lián)的火箭殘骸相撞，當(dāng)時“發(fā)現(xiàn)者”號與這個“不速之客”僅僅相距2.74千米，幸虧地球上的指揮系統(tǒng)及時發(fā)來警告信號，它才免于喪生。據(jù)計算，目前太空軌道上每個飛行物發(fā)生災(zāi)難性碰撞事件的幾率為3.7%，發(fā)生非災(zāi)難性撞擊事件的可能性為20%。以此計算，今后將每5～10年可能發(fā)生一次太空垃圾與航天器相撞事件，到2020年將達(dá)到2年一次。

對陸地的污染

太空垃圾不僅給航天事業(yè)帶來巨大隱患，而且還污染了宇宙空間，給人類帶來災(zāi)難，尤其是核動力發(fā)動機脫落，會造成放射性污染。目前，美國和前蘇聯(lián)在空間的核反應(yīng)堆中有1噸的鈾—235及其他核分離物。前蘇聯(lián)共發(fā)射31顆核動力偵察衛(wèi)星，其中已有兩顆給地面帶來污染：1978年，“宇宙954”號大量放射性殘骸落入加拿大的斯克拉芬海;1983年，“宇宙1402”號的反應(yīng)堆芯落入南大西洋。

如何對付太空垃圾

從法規(guī)上，主要是訂立規(guī)章，規(guī)范航天發(fā)射，盡量減少太空垃圾的產(chǎn)生。在技術(shù)上，所提出的措施則多種多樣。其中，一個要加強觀測，通過天文望遠(yuǎn)鏡觀察太空垃圾，及時發(fā)出警報。但是，天文望遠(yuǎn)鏡只能觀察到10厘米以上的垃圾，小的還看不到。為此，有的科學(xué)家提出給宇宙飛行器加上有陶瓷材料和高分子材料制成的盾牌，抵擋小垃圾的撞擊。另外，還有人提出，使用小衛(wèi)星和離子火箭，緩慢接近垃圾，然后或是將其軌道改變或是摧毀它，以便減小威脅。

減少太空垃圾，歸結(jié)起來是“避、禁、減、清”

避：就是對太空垃圾進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)視與跟蹤，并采取有效的技術(shù)手段，使航天器及時避開太空垃圾。

禁：就是國際上制定有關(guān)法規(guī)，禁止在空間進(jìn)行實驗和部署各種武器，限制發(fā)射核動力衛(wèi)星，使空間成為為人類文明服務(wù)的和平空間。

減：就是發(fā)射航天器的國家應(yīng)采取措施，盡量減少太空垃圾的增加。

清：就是發(fā)展太空垃圾清除技術(shù)，有些專家提出設(shè)想，運用激光的力量，使大塊垃圾首先改變運行軌道，然后將其氣化。

火箭末級，采取轉(zhuǎn)移軌道措施，使其返回大氣層燒毀;對已達(dá)到預(yù)定壽命的衛(wèi)星，讓其獲得逃逸速度，遠(yuǎn)離近地空間或轉(zhuǎn)用清除裝置進(jìn)行清除。有些專家提出設(shè)想，運用激光的力量，使大塊垃圾首先改變運行軌道，然后將其氣化。

人類只有一個空間，隨著人類對太空環(huán)保的重視，太空垃圾必將得到治理，那時人類將重新獲得一個美麗而清潔的宇宙太空，宇宙遨游將美麗而浪漫。

太空環(huán)境亟須維護(hù)

一開始，空間站的人們沒有注意垃圾問題，專用的垃圾集裝箱裝滿后就通過艙口丟到太空。隨著時間的推移，科學(xué)家們開始關(guān)注近地球軌道的生態(tài)問題，決定不再向太空拋棄垃圾。在“和平”號空間站上，垃圾被裝袋保存著，待“進(jìn)步”號貨運飛船到來后，將貨卸下來，把垃圾裝進(jìn)去，于是這些垃圾就同貨運飛船一起在大氣層中燒掉。 據(jù)俄報載，美國“奮進(jìn)”號航天飛機直至現(xiàn)在還將廢棄品拋向太空。如此遲早有一天，人類要為自己在太空丟棄的各種垃圾承擔(dān)后果。

太空垃圾已接近臨界引爆點

美國宇航局

50年太空開發(fā)給我們頭頂?shù)奶炜樟粝麓罅坷夯鸺七M(jìn)器殘骸、人造衛(wèi)星碎片、脫落的油漆，甚至一只宇航員的手套。近日，美國宇航局(NASA)的科研人員稱，太空垃圾的臨界引爆點正在來臨。即使不再發(fā)射太空飛船，到2055年，由碰撞所產(chǎn)生的新碎片數(shù)量將超過落回地球和燃燒掉的碎片總數(shù)。

伯爾尼大學(xué)天文學(xué)院與歐洲航天局合作追蹤太空垃圾已經(jīng)8年，其間，進(jìn)行過多次太空碎片的測算。瑞士伯爾尼大學(xué)天文學(xué)院(Bern University's Astronomical Institute)教授Thomas Schildknecht和他的研究小組參與了對太空的監(jiān)控。這個科研小組將安置在西班牙島嶼特納里夫(Tenerife)和伯爾尼附近的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)2萬～3.6萬公里的高空，對那里的太空垃圾作搜索和監(jiān)控。

歐洲航天局

的模型顯示有60多萬個直徑超過1厘米的太空垃圾以數(shù)千公里的時速圍繞著我們的星球橫沖直撞。美國空間監(jiān)視網(wǎng)(Space Surveillance Network)對約1.2萬個直徑超過10厘米的碎片進(jìn)行監(jiān)控，但大多數(shù)的碎片物質(zhì)還是沒有被觀察到。

科研人員指出，在低空軌道(2千公里高度以內(nèi))上，一個1厘米見方、速度為每秒15公里的微小碎片若撞上運行中的人造衛(wèi)星，可能造成的破壞等同于一枚手榴彈的威力。

“在低空軌道，那里有空間站和載人飛船。以國際空間站為例，人們認(rèn)為，在今后10年內(nèi)，它被太空垃圾嚴(yán)重撞擊的可能性達(dá)到50%。”Schildknecht說。

“如今還沒有像真空吸塵器之類能夠有力地清理太空垃圾的可行辦法。”Schildknecht表示，“因而國際上大多數(shù)努力將重點放在追蹤較大碎片上，以預(yù)防碰撞的發(fā)生，避免產(chǎn)生更多碎片。”

其他研究

8年來，在伯爾尼和特納里夫，Schildknecht和他的科研小組與歐洲航天局(European Space Agency)合作，對在高空急速飛行的小碎片建立了清單。他們的調(diào)查結(jié)果用來幫助指導(dǎo)人造衛(wèi)星穿過碎片地帶。Schildknecht說：“目前，每一兩個月，就有一個人造衛(wèi)星被指引遠(yuǎn)離飄浮著的太空垃圾的軌道。”

科研小組的另一部分工作則是提醒太空組織，更清醒地認(rèn)識到環(huán)境問題到底有多嚴(yán)重。“這就像地球上的垃圾處理。我們碰到的是15年前產(chǎn)生的垃圾，當(dāng)時人們還根本不曉得這回事。”Schildknecht說，“在某些高度上，如800至1000公里處，問題正變得越來越糟糕。因為那里有許多人造衛(wèi)星，隨著時間推移，它們也可能產(chǎn)生碎片。大多數(shù)碎片會逐漸落下，在進(jìn)入大氣層之前，它們會聚集在較低的高度上。最大的問題并非是給地球造成的風(fēng)險，而是對太空使命的危害。各太空機構(gòu)對這一問題的認(rèn)識不斷加強，并開始迫使商業(yè)組織遵守最低綱領(lǐng)。最終目標(biāo)將是編制一套行業(yè)守則，以限制太空探測產(chǎn)生的碎片數(shù)量。”

但美國俄克拉荷馬州的Lottie Williams并不同意Schildknecht的看法。他是有史以來第一位，也是唯一一位被人造太空碎片擊中的人。1997年1月22日，她在塔爾薩的公園里散步時，被一個15厘米的金屬塊擊中肩部，這個金屬塊后被確認(rèn)是1996年將一枚美國空軍衛(wèi)星發(fā)射升天的Delta II火箭的燃料箱碎片。所幸的是，Williams并沒有受傷。

高爾夫球太空垃圾新品種

新華網(wǎng)：漂移在太空中的各色廢棄物，多年來已然累積成一片浩瀚的“垃圾海洋”，給航空飛行造成諸多隱患。為此，美國國家航空和航天局一向?qū)H空間站中航空垃圾的產(chǎn)生與處理十分謹(jǐn)慎。然而近日，原本嚴(yán)格的太空垃圾處理原則卻出現(xiàn)松動，原因只為一只小小的高爾夫球。

國際空間站中的廢棄物如何處理，一直是美國國家航空和航天局謹(jǐn)慎面對的難題，任何要丟棄在太空的垃圾都要進(jìn)行嚴(yán)格篩選。不過最近，國家航空和航天局忽然放寬政策——“打開后門，扔掉就是了”。

原來，這是國家航空和航天局給“太空高爾夫”開的“后門”。這樣一來，也許在不久的將來，高爾夫球?qū)⒊蔀槊Ｃ?ldquo;太空垃圾海洋”中的新品種。

“元素21”是加拿大一家高爾夫球桿廠，為了使自己的品牌走向世界，該廠商不惜重金邀請俄羅斯宇航員米哈伊爾·秋林完成“太空一擊”的廣告宣傳。據(jù)英國《每日電訊報》19日報道，秋林在22日完成太空行走之后，將用該品牌球桿，在太空中揮出這記世上飛行時間最長的高爾夫球。

國家航空和航天局稱，秋林打出的這只高爾夫球會在太空軌道上飛行3天，然后在墜落大氣層時燃?xì)?。不過，俄羅斯科學(xué)家認(rèn)為，這只球可能要繞著地球轉(zhuǎn)3年之久。令人寬慰的是，有關(guān)專家已經(jīng)表示，太空垃圾若與空間站相撞并造成損失，需要相當(dāng)于重20噸卡車以每小時100英里(約161公里)的速度行駛時產(chǎn)生的能量，這只高爾夫球還不致有如此威力。