自1957年10月4日，來(lái)自前蘇聯(lián)的第一顆人造衛(wèi)星斯普特尼克1號(hào)（Sputnik 1）被發(fā)射升空后，太空垃圾就一直在不斷積累。

1993年，7700個(gè)太空垃圾；2001年，8700個(gè)太空垃圾；2005年，10300 個(gè)太空垃圾；2013年，16600 個(gè)太空垃圾；2016年，17700 個(gè)太空垃圾。

截止到2022年8月，歐洲航天局已經(jīng)定期跟蹤報(bào)告了約36500個(gè)太空垃圾。

本期內(nèi)容我們就來(lái)剖析一下，這些太空垃圾究竟是如何產(chǎn)生的？太空垃圾的危害又有多大？我們有什么方法能對(duì)太空垃圾進(jìn)行有效清理嗎？

太空垃圾或者太空碎片，主要是指停留在地球軌道上的各種人造廢棄物以及衍生物。

小到螺釘和螺栓，一把鉗子，一條毯子，大到一些火箭殘?jiān)⑿l(wèi)星碎片，甚至被遺棄的多節(jié)火箭等等。

如今這些垃圾碎片正漂浮于地球軌道上，其中有超過(guò)34000個(gè)太空垃圾的直徑超過(guò)了10厘米，甚至更大。

還有一些碎片的直徑在1厘米至10厘米之間，它們中大部分是曾經(jīng)報(bào)廢的一些衛(wèi)星或者火箭碎片。

但“36500”依然不是準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，還有大約1.31億個(gè)未能被人類(lèi)追蹤的垃圾碎片，它們的大小從1厘米到10厘米不等，還有一些直徑小于1厘米的碎片。

這些堆積在地球軌道上的太空碎片，其總質(zhì)量已預(yù)估達(dá)到近700萬(wàn)公斤。

從上述這一系列赤裸裸的數(shù)據(jù)中，不難看出，如今太空垃圾問(wèn)題日趨嚴(yán)重。

太空垃圾從何而來(lái)？

那太空垃圾從何而來(lái)？不是憑空出現(xiàn)，都是人類(lèi)近年來(lái)不斷向太空發(fā)射火箭，衛(wèi)星的結(jié)果。

比如，火箭發(fā)射后，就會(huì)在地球軌道上留下助推器、整流罩、火箭級(jí)間以及其他參與碎片等等。

對(duì)于衛(wèi)星而言，它的壽命也十分有限，當(dāng)衛(wèi)星的燃料，電池耗盡，太陽(yáng)能電池板退化后，衛(wèi)星最終就會(huì)因這種種問(wèn)題，在太空停止運(yùn)行。

與火箭碎片一樣，衛(wèi)星碎片最終的結(jié)局，也就是成為永久漂浮在太空中的金屬碎片。

盡管這些碎片最終會(huì)重新進(jìn)入地球大氣層，直至燃燒殆盡，但是從衛(wèi)星失效，到它墜落到大氣層，再被燃燒殆盡的過(guò)程，往往會(huì)持續(xù)很多年的時(shí)間。但是人類(lèi)制造太空垃圾的速度，卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于碎片燒毀的速度。

還有宇航員在修理航天器時(shí)，不小心丟失的一些工具，如手套，鉗子，錘子，工具袋等等，都是太空垃圾。

1965年，宇航員埃德·懷特（Ed White）就在一次太空行走中，丟失了一只手套，這只手套毫無(wú)疑問(wèn)也成為了眾多太空垃圾中一員。

另外，還有一些太空碎片是由于火箭，或者衛(wèi)星之間的碰撞而產(chǎn)生的。當(dāng)衛(wèi)星碰撞時(shí)，它們可以被粉碎為成千上萬(wàn)個(gè)太空垃圾碎片。

比如在2009年，已經(jīng)失效的俄羅斯宇宙2251軍用通信衛(wèi)星，就在西伯利亞上空，約804公里處，與正在運(yùn)行的美國(guó)摩托羅拉銥星33，不幸相撞了。

這一撞威力巨大，直接摧毀了兩顆衛(wèi)星，還制造了大約2000塊直徑在10厘米左右的碎片，和數(shù)以千計(jì)的較小碎片。

據(jù)估計(jì)，摩托羅拉銥星33所產(chǎn)生的50%以上的碎片，都將在地球軌道停留至少一百年，而宇宙2251衛(wèi)星的碎片，也將在地球軌道上停留至少20年-30年的時(shí)間。

美俄衛(wèi)星相撞事件

太空垃圾的危害性

越來(lái)越多的太空垃圾，又會(huì)帶來(lái)的怎樣的不利影響呢？上述提到的宇宙2251和銥星33的撞擊事件，就是一個(gè)活生生的例子。

太空垃圾堆積越多，那么發(fā)生碰撞的機(jī)率也就越高，對(duì)一些在軌運(yùn)行衛(wèi)星，航天器和國(guó)際空間站存在潛在危害。且對(duì)于人類(lèi)未來(lái)的太空探索，也構(gòu)成了巨大威脅。

而這也被稱(chēng)為“凱斯勒綜合癥”，這是以美國(guó)宇航局科學(xué)家，唐納德·凱斯勒的名字命名的，因?yàn)槭撬钕扔?978年提出這個(gè)理論。

按照凱斯勒的理論，當(dāng)太空垃圾堆積到一定密度時(shí)，其中一顆衛(wèi)星但凡偏離了軌道，或者遭遇了某顆流星的撞擊時(shí)，就會(huì)引發(fā)一系列的連鎖反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致大量的衛(wèi)星都被碰撞摧毀，隨后便產(chǎn)生了更多的太空垃圾。

即便是體積最微小的太空垃圾，也是具有危險(xiǎn)性的，如塵埃般大小的顆粒和碎片，都會(huì)對(duì)一些光學(xué)器件，太陽(yáng)能電池板等造成損傷，在其表面造成一些碎片斑點(diǎn)，并縮短其使用壽命。

凱斯勒綜合癥

如果換成是一個(gè)更大的，質(zhì)量為1公斤太空垃圾，以7.0公里/秒的速度移動(dòng)，其碰撞時(shí)所釋放的能量，幾乎能與6公斤炸藥爆炸時(shí)產(chǎn)生的能量相當(dāng)。

一些小的太空垃圾或許會(huì)在大氣層中燃燒殆盡，但是對(duì)于一些較大的太空垃圾，如果它們沖撞地球，也會(huì)對(duì)地球的環(huán)境產(chǎn)生一些不利影響。

例如俄羅斯“質(zhì)子”火箭發(fā)射衛(wèi)星失敗事件，俄羅斯“質(zhì)子－M”運(yùn)載火箭在發(fā)射失敗后，產(chǎn)生了大量的火箭碎片，這些火箭碎片最終散落在東西伯利亞的阿爾泰地區(qū)。

俄羅斯“質(zhì)子－M”運(yùn)載火箭墜毀

這些碎片包括火箭舊油箱的碎片，這些碎片是含有劇毒的燃料殘留物，比如不對(duì)稱(chēng)的二甲基肼（UDMH）。

如果人體短時(shí)間內(nèi)接觸了大量的偏二甲基肼，會(huì)引發(fā)急性中毒，且還能致癌。對(duì)一些植物和動(dòng)物也存在危害性。

如何清理太空垃圾

我們能擺脫這些太空垃圾嗎？有什么行之有效的方法，能清理這些太空垃圾呢？

多年來(lái)，人們提出的清理措施，主要以利用激光等儀器，魚(yú)叉等工具清除大塊碎片，或者開(kāi)發(fā)一種自動(dòng)移除衛(wèi)星，用聚合物泡沫涂覆衛(wèi)星，使其能夠下降到地球大氣層的位置，然后被燃燒。

但是這些方式都只是杯水車(chē)薪，并不能高效，徹底的解決太空垃圾的問(wèn)題。

按照歐洲航天局的計(jì)劃，他們將在2025年發(fā)射一個(gè)四臂機(jī)器人垃圾收集器，來(lái)清理太空垃圾，四臂機(jī)器人將抓住垃圾碎片，并將其拖入至大氣層。

大氣層似乎成了一個(gè)天然的太空垃圾焚燒場(chǎng)，在那里，太空垃圾們將被燃燒殆盡。但這項(xiàng)計(jì)劃的成本也頗高，預(yù)計(jì)將耗資1.2億歐元。

不過(guò)，俄羅斯的科學(xué)家們，近期似乎有了更好的方案。

據(jù)俄羅斯薩馬拉國(guó)立大學(xué)新聞處的消息，俄羅斯科學(xué)家目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種太空清掃器，能夠通過(guò)無(wú)接觸的方式，安全有效的清理地球軌道上的垃圾。

據(jù)悉，這是一種配備了離子發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)太空清掃器，當(dāng)清掃器靠近目標(biāo)垃圾約10米的距離時(shí)，將會(huì)對(duì)其噴射發(fā)動(dòng)機(jī)離子流，也就是一種等離子體焰炬。

在離子流粒子遇到太空垃圾時(shí)，將產(chǎn)生一種力量，這種力量則會(huì)將垃圾移動(dòng)到指定的方向。

相比于以往用機(jī)械手臂，魚(yú)叉，鋼索等直接接觸，捕獲，運(yùn)輸太空垃圾的方式，離子發(fā)動(dòng)機(jī)太空清掃器，由于不會(huì)與太空垃圾產(chǎn)生接觸，所以能減少發(fā)生碰撞的可能性。

人類(lèi)不會(huì)停止進(jìn)行太空探索的腳步，也不會(huì)因太空垃圾的問(wèn)題而停下，因此太空垃圾清理任務(wù)勢(shì)在必行。