衛星排隊上天 太空垃圾成災

計算機模擬的近地軌道空間碎片圖?！　D源：NASA官網(wǎng)

今日視點(diǎn)

美國《連線(xiàn)》雜志在線(xiàn)版日前刊登文章稱(chēng)，隨著(zhù)私人太空企業(yè)開(kāi)始向地球軌道進(jìn)軍，以及低成本的立方體衛星和納米衛星讓平常人也能支付得起，太空中的一個(gè)問(wèn)題—-太空垃圾將會(huì )變得日趨嚴重。

太空垃圾是一些零零碎碎的、圍繞地球軌道的無(wú)用人造物體，也稱(chēng)空間碎片或軌道碎片。它們小到由人造衛星碎片、漆片、粉塵構成，大到是一整片飛船的殘骸。

問(wèn)題多嚴重？

我們的近地軌道目前是擁擠的交通要塞，而且還沒(méi)有“警察”來(lái)疏導。

自上世紀60年代初以來(lái)，太空垃圾的數量已開(kāi)始呈指數級增長(cháng)。據美國國家航空航天局（NASA）2016年估計，目前地球軌道上有1億個(gè)一粒鹽大小的人造物體、50萬(wàn)個(gè)彈珠大小的物體、2.3萬(wàn)個(gè)接近或超過(guò)壘球大小的物體。2009年，一顆廢棄的俄羅斯衛星與美國商業(yè)衛星相撞就制造出了2000多個(gè)碎片。

除了衛星，還有火箭。達倫·麥克奈特是美國弗吉尼亞一間為政府間諜衛星服務(wù)公司的技術(shù)總監，據他估計，每年兩顆蘇聯(lián)廢棄火箭相撞的概率為1/4000，產(chǎn)生的碎片數量可想而知。

2016年5月，歐洲空間局（ESA）在其官方網(wǎng)站公布了宇航員蒂姆·佩克從觀(guān)察艙內部拍攝到的照片，其展示了艙體被極微小的太空垃圾撞擊留下的槽。撞擊的太空垃圾直徑可能不到千分之一毫米。國際空間站對此使用了大量屏障來(lái)保護宇航員，因而，此類(lèi)級別的撞擊并沒(méi)有危險性。

但大碎片就完全不同。只要與一塊大于10厘米的太空垃圾碰撞，航天器就會(huì )遭遇毀滅性打擊。而在1億塊環(huán)繞地球運行的太空垃圾中，直徑超過(guò)10厘米的至少有2.7萬(wàn)塊。

未來(lái)會(huì )怎樣？

蘇聯(lián)發(fā)射人類(lèi)第一顆人造衛星“斯普特尼克1號”，開(kāi)啟了太空探索的新篇章，但也意味著(zhù)我們開(kāi)始有意無(wú)意地在宇宙空間遺棄各種殘骸和廢物。這些碎片不僅給航天事業(yè)帶來(lái)巨大隱患，還污染了宇宙空間；同時(shí)也給人類(lèi)帶來(lái)災難，尤其是核動(dòng)力發(fā)動(dòng)機脫落，會(huì )造成放射性污染。

而在可預見(jiàn)的未來(lái)，這種情況還會(huì )更加嚴重。

一方面是微電子、微機械、納米等技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)小衛星設備—立方體衛星和納米衛星的普及。立方體衛星最顯著(zhù)的特點(diǎn)就是部署廉價(jià)：它可以被捆綁在一枚大的火箭平臺上。盡管發(fā)射一枚火箭需要花費5千萬(wàn)美元到3億美元，但在一個(gè)大的火箭平臺上搭載一個(gè)立方體衛星，只需額外花費5萬(wàn)至10萬(wàn)美元，這使其應用層面更廣。而納米衛星更是需要由相當數量的衛星形成分布式的星座系統，才能實(shí)現其功能。

另一方面，據《連線(xiàn)》雜志的文章稱(chēng)，現在私人太空公司已預備在2025年前發(fā)射數以萬(wàn)計的衛星——其中美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）計劃發(fā)射1.2萬(wàn)顆小型互聯(lián)網(wǎng)衛星；OneWeb公司—一家成立于英國、主要利用微型衛星構建長(cháng)距和低延遲性無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的公司，則計劃發(fā)射約700顆衛星；衛星公司Planet目前計劃發(fā)射100顆衛星。

我們怎么辦？

鑒于越來(lái)越多衛星正排隊上天，人們開(kāi)始構思一個(gè)未來(lái)能有效減少無(wú)用碎片的方法，那就是延長(cháng)衛星的使用壽命。

通常來(lái)講，一顆衛星從被發(fā)射出去起，就開(kāi)始了它走向報廢的過(guò)程，而地球上的我們對此無(wú)計可施。目前，工程師們可以利用各種衛星傳感器的數據進(jìn)行推算，對地球軌道中的衛星進(jìn)行遠程故障檢測，這使得衛星的軟件系統能得到修復升級，但硬件一旦損毀是不可逆轉的。衛星公司只能眼睜睜看著(zhù)自己的寶貝成為太空垃圾。

但就在上個(gè)月，美國國防高級研究計劃局（DARPA）發(fā)起了一項名為“同步衛星維修機器人”（RSGS）的研究項目，決定開(kāi)發(fā)出一款衛星維修航天器，其可以改變同步衛星的軌道；幫助展開(kāi)被卡住的太陽(yáng)能板等等，從而有望讓原本只能“一次性”使用的衛星通過(guò)修復煥發(fā)活力。按計劃，這架航天器將于本世紀20年代初期發(fā)射。

與此同時(shí)，NASA還將展開(kāi)名為“Restore-L”的機器人計劃，為目前處于近地軌道的美國政府衛星補充燃料，再次將其推入新的軌道。

不過(guò)，即使這兩個(gè)項目都獲得成功，它們只能暫緩更多碎片加入太空垃圾大軍，對于目前已經(jīng)漂浮在空中的那些碎片，最傳統的做法仍是用激光把它們射下來(lái)，讓其在地球大氣層中燃燒掉。部分研究者相信，這種操作性更強的辦法可以更精確、更快、更經(jīng)濟地清理太空垃圾。但有分析認為，該方法可能不利于處理長(cháng)度小于10厘米的太空垃圾。