不必為錯(cuò)過一場(chǎng)太空“煙花”哭泣，這或許是一件令人慶幸的事情。
10月16日，一枚已退役的前蘇聯(lián)衛(wèi)星和一顆中國(guó)發(fā)射的廢棄火箭體殘骸在南大西洋上空的近地軌道擦肩而過。好在它們最接近時(shí)刻過后，我們的太空雷達(dá)并未發(fā)現(xiàn)新的碎片產(chǎn)生，因此空間碎片監(jiān)測(cè)中心判定這兩塊巨大的太空垃圾并未相撞。
作為監(jiān)測(cè)方之一的LEOLAB將這場(chǎng)事件稱之為“沒有發(fā)生的噩夢(mèng)場(chǎng)景”。這其實(shí)一點(diǎn)都不夸張，兩塊太空垃圾——前蘇聯(lián)的衛(wèi)星和中國(guó)火箭體——總重量達(dá)到了2.8噸，如果它們以相對(duì)約時(shí)速5.3萬(wàn)公里的高速相撞，將會(huì)產(chǎn)生難以置信的破壞力，碰撞形成的碎片云甚至可能使近地軌道的空間碎片量增加10%至20%。
近地軌道垃圾場(chǎng) / ESA
地球大氣層外其實(shí)已經(jīng)是一片名副其實(shí)的垃圾場(chǎng)。根據(jù)歐洲航天局的估計(jì)，現(xiàn)在大概有34000個(gè)直徑超過10厘米的物體環(huán)繞著地球，1厘米至10厘米之間的物體超過90萬(wàn)個(gè)，而小于1厘米的物體數(shù)量則超過1.28億。
人類發(fā)送到太空的物體數(shù)量（截止至2020.1）數(shù)據(jù)來(lái)源：https://www.esa.int/
不要以為那些不到1厘米的垃圾顆粒就人畜無(wú)害，飛機(jī)撞鳥事故的嚴(yán)重性也是這個(gè)道理。由于近地軌道上的物體速度極高，即使是很小的物體也裹挾著很大的動(dòng)能，它們就像靜臥在軌道上的地雷，對(duì)于經(jīng)過的旅人來(lái)說，危機(jī)四伏。
2013.1.22，俄羅斯衛(wèi)星與風(fēng)云衛(wèi)星1C殘骸撞擊 / ESA
實(shí)際上僅在2020年內(nèi)，就發(fā)生了三起潛在的、需要機(jī)動(dòng)避免的太空垃圾碰撞事故。即使最終事故沒有發(fā)生，每次預(yù)警都還是讓所有監(jiān)測(cè)站捏了一把冷汗。美國(guó)科學(xué)家唐納德·K·凱斯勒在1978年提出了“凱斯勒癥候群”的理論假設(shè)，這一理論認(rèn)為，當(dāng)近地軌道中物體密度達(dá)到一定程度時(shí)，這些物體在碰撞后產(chǎn)生的碎片就可能引發(fā)更多的新撞擊，構(gòu)成級(jí)聯(lián)效應(yīng)。由此人類失去了安全運(yùn)行的軌道，在之后數(shù)百年內(nèi)，太空探索和人造衛(wèi)星的運(yùn)用將難以實(shí)施。
人類歷史上曾經(jīng)發(fā)生過多次太空垃圾事故，1983年美國(guó)航天飛機(jī)挑戰(zhàn)者號(hào)同直徑不過0.2毫米的涂料剝離物碰撞，造成舷窗破損。3年后“阿麗亞娜”號(hào)火箭爆炸，殘骸擊毀了兩顆日本通信衛(wèi)星，這枚火箭的殘骸又在10年之后的1996年致使法國(guó)軍用衛(wèi)星Cerise嚴(yán)重?fù)p壞。
1996被碎片擊中的法國(guó)衛(wèi)星（藝術(shù)想象圖）/ NASA
即使是在軌衛(wèi)星，有時(shí)候也難以避免化身宇宙煙花的命運(yùn)。2009年2月10日美國(guó)銥星33通信衛(wèi)星（就是會(huì)銥閃的那個(gè)）同俄羅斯報(bào)廢的Kosmos-2251軍用通信衛(wèi)星相撞，兩者相對(duì)時(shí)速高達(dá)42000公里，在西伯利亞上空以直角親密相會(huì)，兩顆總重超過1.5噸的人造衛(wèi)星在不到0.1毫秒內(nèi)碎裂成數(shù)千枚空間碎片，其中一枚在2012年3月24日還經(jīng)過了國(guó)際空間站附近。
2010年，歐洲空間局發(fā)射（ESA）的Envisat地面遙感衛(wèi)星為了躲避一枚火箭殘骸緊急變軌，消耗了過多燃料，結(jié)果無(wú)力返回地面，最終也成為了一臺(tái)巨大的太空垃圾。
2009年銥星33通信衛(wèi)星同俄羅斯報(bào)廢的Kosmos-2251軍用通信衛(wèi)星相撞 / ESA
作為最大的人造空間設(shè)備——國(guó)際空間站自然也免不了同這些太空垃圾斗智斗勇。今年9月22日，國(guó)際空間站不得不升高軌道以躲避潛在的空間碎片碰撞風(fēng)險(xiǎn)，在軌的3名宇航員也全部離艙進(jìn)入俄羅斯進(jìn)步號(hào)貨運(yùn)飛船避難。
不過即便近地軌道已經(jīng)如此擁堵，人類的衛(wèi)星發(fā)射量仍是只增不減，光是隔壁SpaceX的“星鏈計(jì)劃”就還要在近兩年內(nèi)再向近地軌道發(fā)射上萬(wàn)顆小型衛(wèi)星。
如何規(guī)避太空垃圾，減少太空垃圾的影響成為了全世界共同面臨的難題。美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)要求衛(wèi)星在結(jié)束壽命時(shí)進(jìn)入墓地軌道，這些軌道一般位于接近大氣層的低空位置或者同步軌道之上的超同步軌道中，以避免妨礙正常軌道上的其他衛(wèi)星。
2009年美國(guó)銥衛(wèi)星與俄羅斯廢棄衛(wèi)星碰撞產(chǎn)生的碎片的電腦模擬圖
歐空局正在考慮采用幾種捕獲機(jī)制來(lái)“拾取”一些高度較低的空間碎片；日本則建議使用電動(dòng)繩索使空間碎片的速度減小，使其軌道逐漸降低，直至進(jìn)入大氣層中燃燒凈盡，除此之外還有國(guó)家提出計(jì)劃，包括利用光帆、氣球炸彈等手段來(lái)降低太空垃圾的所在軌道。
不過瑞士反其道而行之，打算發(fā)射改裝過的航天器和退役的衛(wèi)星綁定一同脫離軌道并最終將其推向太空。歐空局也提出了利用納米衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建一個(gè)可以將太空垃圾掃除擊落的電網(wǎng)，按照規(guī)劃，這一項(xiàng)目如若成功實(shí)施，可以在十二年內(nèi)清除近地軌道上的所有大型太空垃圾。
但無(wú)論如何，漂浮在大氣層之外的越來(lái)越多的太空垃圾造成的問題將會(huì)日益加重，我們必須盡早想出能夠徹底解決它們的辦法來(lái)，否則，率先對(duì)人類實(shí)行技術(shù)封鎖的，將會(huì)是人類自己。
作者簡(jiǎn)介 /
貓又，國(guó)家天文臺(tái)星系宇宙學(xué)團(tuán)組博士在讀，研究方向?yàn)樾窍到Y(jié)構(gòu)演化。
云云，一個(gè)想做科普的文科生。