泛濫成災的太空垃圾，如今開(kāi)始撞擊到了月球。

　　據網(wǎng)易新聞引述外媒報道，美東時(shí)間 3 月 4 日早上 7 點(diǎn) 30 分左右，一塊在太空中飛行了七年、重約 4 噸的火箭殘骸碎片，以每小時(shí)近 5800 英里(10944 公里)的速度沖撞上月球背面。

　　目前暫時(shí)還不太清楚撞擊情況，撞擊坑可能要到數周乃至數月之后才會(huì )被觀(guān)察到。

　　《科學(xué)美國人》雜志指出，這是太空中第一起太空垃圾撞擊月球的意外案例，預計該撞擊坑直徑可能會(huì )達到 20 米左右。

　　美國宇航局(NASA)已經(jīng)表示，他們正在征召一架軌道飛行器到達事故地點(diǎn)，以確認撞擊現場(chǎng)的具體信息。

　　實(shí)際上，過(guò)去六十年來(lái)，隨著(zhù)美國、俄羅斯(蘇聯(lián))等航空航天大國不斷部署的火箭、衛星等飛行器與載荷壽終正寢，無(wú)法被各國使用的人造廢棄物及其衍生物開(kāi)始降落到低軌，造成的太空垃圾日積月累，近地軌道上擁堵?tīng)顩r嚴重。

　　2021 年 11 月，韓國“阿里郎 3 號”衛星險些被一塊高速飛行的太空垃圾擊中。垃圾與衛星之間的最近距離，一度只有 62 米，該衛星通過(guò)緊急上升高度才躲過(guò)一劫;而在今年 2 月初，馬斯克的 SpaceX 公司在發(fā)射過(guò)程中出現事故，由于遭遇了地磁風(fēng)暴，發(fā)射的 49 顆星鏈衛星中，有 40 顆衛星墜落地球大氣層，且被燒毀。

　　盡管 10 年前已有科學(xué)家疾呼接近極限，但各國圍繞誰(shuí)制造太空垃圾的爭執還在繼續，相關(guān)的國際共識或法規仍未制定，太空垃圾的清理工作成為懸案。

　　有分析指出，預計到 2035 年，太空碎片監控和追蹤市場(chǎng)規模將達到一億美元以上。

　　近日接受鈦媒體 App 獨家采訪(fǎng)時(shí)，商業(yè)衛星及地面應用研發(fā)商“微納星空”創(chuàng )始人兼總經(jīng)理高恩宇表示，對于太空中航天器造成太空垃圾的在軌管理，確實(shí)是需要統一進(jìn)行，而且這不是一個(gè)國家的事情，更多是全人類(lèi)的事情。

　　不過(guò)高恩宇也指出，目前并不存在太空資源已經(jīng)擁擠到像地面停車(chē)這種需求，太空中的相互碰撞是一種非常低的概率事件。NASA 科學(xué)家曾表示，太空中的相互碰撞幾率已低至 1000 萬(wàn)分之幾左右。

　　太空飛行器入軌圖，白色就是實(shí)際在軌管理的衛星、火箭產(chǎn)品(來(lái)源：NASA)

　　總量超 8400 噸，太空垃圾會(huì )造成什么影響?

　　首先要明確的是，太空垃圾主要指廢棄的衛星殘骸和其他沒(méi)有徹底焚燒的金屬碎片。

　　隨著(zhù)航天器退役、自然解體或意外碰撞，這些無(wú)法被各國使用的人造廢棄物及其衍生物開(kāi)始降落到低軌，環(huán)繞地球飛行，卻毫無(wú)用處，于是被統稱(chēng)為“太空垃圾”。

　　據估算，目前有大約 90 萬(wàn)片大小、介于指甲蓋到保齡球的太空碎片。而它們主要集中在 500 千米至 800 千米高度的軌道上，這里也是現役衛星運行所處軌道。

　　根據美國宇航局(NASA)以及美國空間監視網(wǎng) (SSN) 數據顯示，從人類(lèi)踏入太空至今，已經(jīng)產(chǎn)生了超過(guò) 2.7 萬(wàn)塊、總重量超過(guò) 8400 噸的太空殘骸碎片或“太空垃圾”。其中大部分垃圾來(lái)自散落的火箭零件。

　　實(shí)際上，太空垃圾并非自古以來(lái)就存在，至少在 1957 年之前，太空是很“寂靜”的。

　　不過(guò)隨著(zhù)經(jīng)濟、國防、科研的需求，人類(lèi)開(kāi)始不斷開(kāi)發(fā)空間資源，形形色色的航天器來(lái)到了外空間，除了地外探索，如火星、月球探測等，大多數衛星都集中在地球周?chē)?，而航空器就不可避免地產(chǎn)生大量碎片。有媒體統計過(guò)，這些“太空垃圾”前五大來(lái)源國分別是俄羅斯、美國、中國、法國和印度。

　　它們以接近 3 萬(wàn)公里的時(shí)速運行，對衛星、火箭、空間站構成一定威脅，平均每年就會(huì )有一顆衛星被太空碎片擊毀。而太空碎片相撞并引發(fā)連串撞擊，直至將所有航天器損毀，會(huì )導致衛星運行軌道整體污染，即“凱斯勒現象效應”。

　　雖然今天是第一起太空垃圾與月球相撞事件，但這并不是第一次人造物體在月球墜毀。

　　早在 1985 年，蘇聯(lián)(俄羅斯)就用導彈撞毀了美國在 1979 年發(fā)射的一枚觀(guān)測衛星，該反衛星武器直接威脅到了處于美蘇冷戰中的美國。

　　到了 1996 年，一顆法國衛星被十年前爆炸的法國火箭碎片擊中并損壞，隨后碎片在月球中墜毀。

　　2007 年，太空碎片數量激增，中國在一次試驗中擊毀了 1999 年發(fā)射的“風(fēng)云-1C”氣象衛星。

　　兩年之后的 2009 年，美國“銥 33”通信衛星與俄羅斯報廢的“宇宙 2251”衛星發(fā)生碰撞，增加了 2300 多塊可追蹤的大型碎片和更多較小的碎片。這兩次事件都在很長(cháng)一段時(shí)間內產(chǎn)生持續性的后果。

　　如今這次火箭碎片與月球意外相撞事件，是由美國卡塔琳娜巡天望遠鏡發(fā)現的，隨后被命名為 WE0913A。

 

　　但 WE0913A 并不像小行星那樣圍繞太陽(yáng)運行，而是繞地球運行，為此美國天文學(xué)家比爾·格雷 (Bill Gray) 懷疑其是人造物體，并于 2015 年 3 月首次預測該物體將與月球相撞。

　　由于其撞擊到月球背面，因此科學(xué)家無(wú)法在一段時(shí)間內觀(guān)測到撞擊坑，直到環(huán)繞月球運行的衛星運行到合適的軌道才能觀(guān)察到相關(guān)情況，以此幫助他們更好地了解月球地表下的科學(xué)現象以及撞擊影響。而月球上布滿(mǎn)了??自然形成的撞擊坑，估計數量超過(guò) 10 萬(wàn)個(gè)。

　　不過(guò)目前，大家對這次撞擊月球的火箭殘骸信息有所爭議。此前比爾·格雷指出，火箭殘骸可能來(lái)源于馬斯克的 SpaceX 于 2015 年發(fā)射的一枚獵鷹火箭，但也有分析認為是來(lái)自中國的飛行器。這一爭議結論則需要飛行器發(fā)現撞擊現場(chǎng)才能確定。

　　值得一提的是，美國哈佛-史密松天體物理學(xué)中心科學(xué)家喬納森·麥克道爾威爾(Jonathan McDowell)就指出，“太空垃圾”數量與風(fēng)險正不斷增加。

　　他發(fā)現 SpaceX 發(fā)射上天的 800 多顆星鏈衛星中，大約有3% 因故障而失效，造成的太空垃圾，即產(chǎn)生的“死”衛星最終可能會(huì )達到 1200 多顆。

　　解決手段：追蹤監測、清除垃圾

　　面對太空垃圾，各國都在積極行動(dòng)，從規避，到預防和防護監測，再到清除。

　　目前，人類(lèi)解決太空垃圾問(wèn)題最有效的解決手段主要包括追蹤監測、清除垃圾兩種。

　　其中，追蹤太空碎片的傳統方式包括雷達和光學(xué)儀器。

　　2014 年 8 月，美國提出“太空籬笆”項目計劃，讓軍工巨頭洛克希德·馬丁公司和澳大利亞光電技術(shù)公司 EOS 簽約，合作追蹤太空碎片，用關(guān)穴和激光技術(shù)搜尋、跟蹤并識別太空殘骸，合作內容包括在澳大利亞新建追蹤站，使用雷達來(lái)跟蹤大約 20 萬(wàn)件太空垃圾。

　　2017 年 12 月，科學(xué)家研發(fā)出一種太空追蹤設備，在國際空間站實(shí)驗艙外連接了一個(gè)工具箱大小的碎片感應器，隨空間站圍地球軌道運行，探測毫米級碎片，以及碎片撞擊所有物質(zhì)的數據，辨別撞擊物是太空隕石還是人造垃圾。

　　太空大國俄羅斯則與巴西簽署設置新的太空碎片追蹤望遠鏡協(xié)議，包括設立或運營(yíng)地面感應器系統和太空望遠鏡網(wǎng)絡(luò )等，用來(lái)追蹤太空碎片相關(guān)數據。

　　另一方面，由于太空垃圾數量巨大，造成追蹤難度越來(lái)越高，目前各國正在測試多種清除太空垃圾的方法，包括發(fā)射捕捉太空垃圾的“魚(yú)叉捕捉器”、磁鐵和大網(wǎng)等。

　　2016 年，日本發(fā)射“鸛”號貨運飛船，為國際空間站運送給養的同時(shí)，測試清除太空垃圾技術(shù)。

　　該飛船在太空飛行途中釋放出一條金屬導索，使其吸附到太空垃圾的表面，通過(guò)金屬導索向其放電，利用物體在磁場(chǎng)中通電后會(huì )發(fā)生運動(dòng)的原理，讓其減速。在低于圍繞地球旋轉所需的速度后，墜入大氣層，與大氣層摩擦燒毀。

　　2018 年 6 月，歐洲發(fā)射了一枚衛星，測試太空垃圾清理回收的可能性。測試的關(guān)鍵技術(shù)包括：視覺(jué)導航系統、捕捉碎片的網(wǎng)和叉、迫使碎片減速后脫離軌道墜入大氣層的裝置。

　　其中“太空魚(yú)叉”可以擊碎較大的太空垃圾，尺寸與鋼筆相仿，垃圾則直接通過(guò)搜集網(wǎng)和脫軌裝置進(jìn)入大氣層自行焚毀。

　　2019 年，歐洲航天局宣布，委托一家名為 ClearSpace 公司，計劃在 2025 年開(kāi)展人類(lèi)第一個(gè)太空垃圾清理任務(wù)， 由清理衛星 ClearSpace 1 執行任務(wù)。通過(guò)環(huán)繞地球運行的衛星，耐心織網(wǎng)，慢慢接近垃圾，然后俘獲它們，再開(kāi)啟返回推進(jìn)器，將攜帶太空垃圾返程，而返程過(guò)程中這些垃圾會(huì )在大氣層焚毀，一起墜回地球。

　　高恩宇對鈦媒體 App 表示，目前全球清理太空垃圾的行動(dòng)是有一定效果的。中國研發(fā)的衛星產(chǎn)品是可以保證其在目標軌道上持續正常運行，而在末期會(huì )自動(dòng)隕落，進(jìn)入大氣再燒毀，從而減少“太空垃圾”風(fēng)險。

　　“(我們衛星)進(jìn)入軌道的方式，和 SpaceX 的星鏈是不同的。星鏈是火箭先把衛星送入 200~300 公里的軌道，之后衛星要自己再爬升 300 公里左右，進(jìn)入 500~600 公里目標軌道。而中國發(fā)射的火箭，是把衛星直接送入 500 多公里的目標軌道，是不需要飛行自己變軌的，所以就不存在衛星變軌可能會(huì )發(fā)生故障，從而停留在過(guò)度軌道當中。”高恩宇對鈦媒體 App 表示，星鏈造成的太空垃圾更多是變軌、制造過(guò)程中未達最高水準所造成的。

　　在他看來(lái)，盡管衛星是有壽命的，但中國的衛星會(huì )搭載著(zhù)電推進(jìn)的變軌裝置，在末期自動(dòng)隕落、墜入大氣，是不會(huì )產(chǎn)生影響空間站運行的太空垃圾的。

　　不過(guò)高恩宇也強調，隨著(zhù)深空的正?；?，“太空垃圾”必須要進(jìn)行治理。

　　“由中國發(fā)射的衛星，無(wú)論是體制內的還是體制外的，大家都有義務(wù)要對空間碎片減緩，做出自己的努力。”他說(shuō)。
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