卫星被“撞晕” 太空垃圾横飞

太空本是广袤无垠的空间，却由于人类活动频繁而日益拥挤。科学家们担心，数目庞大的太空垃圾威胁各种宇宙探索活动，可能令人类彻底失去地球同步卫星轨道

太空本是广袤无垠的空间，却由于人类活动频繁而日益拥挤。科学家们担心，数目庞大的太空垃圾威胁各种宇宙探索活动，可能令人类彻底失去地球同步卫星轨道。

【“撞晕”卫星】

太空垃圾是人类空间活动产生的空间碎片，包括完成任务的火箭箭体、卫星本体、火箭的喷射物、在执行航天任务过程中的抛弃物、空间物体碰撞产生的碎块等等，是空间环境的主要污染源。空间碎片是航天器和卫星的“天敌”，即使轻微碰撞，也会造成重大损坏。一块仅有阿司匹林药片大的空间碎片也能将人造卫星撞成“残废”。

太空垃圾就是空间碎片。

两年前，厄瓜多尔唯一一枚卫星“飞马座”就猝不及防撞上苏联火箭残骸，虽然没有脱离原先轨道，但太阳能电池板受损。厄瓜多尔航天局的官方微博客发布消息说，卫星天线“无法定向”，“围绕两根轴狂转””，被“撞晕”了。

自1957年第一颗人造卫星升空以来，人类已向太空发射了5000多颗各类航天器，其中很大一部分已成为太空垃圾在近地轨道上飘荡。目前，地面上能观测到并记录在案的空间碎片约有4000多万个，形成约3000吨太空垃圾，仍在逐年增加。可观测到的最大碎片与一辆公共汽车相当，最小的与一个垒球相当。

规避空间碎片几乎成为各种航天器、卫星和国际空间站的“规定动作”。国际空间站去年多次调整飞行轨道和高度，最频繁时在3周内两次调整轨道，躲避空间碎片。

为规避太空垃圾，国际空间站时常改变飞行姿态。

为避免遭到空间碎片的“袭击”，美国现有的航天飞机体积都较小，执行任务时飞行时间也大大减少，只有几天至十几天。即使这样，它们也曾多次因为躲避太空垃圾残片而改变了飞行姿态。

【“自我繁殖”的垃圾】

一旦遭太空垃圾撞击报废，航天器就变成新的太空垃圾。这种“自我繁殖”的特点严重污染地球同步卫星轨道。

俄罗斯联邦航天署署长弗拉基米尔・波波夫金介绍，目前地球同步轨道的太空垃圾污染非常严重。地球同步卫星轨道距地面约3.6万公里，在轨卫星相对于地面是静止的，通常属于通信卫星。鉴于现代卫星的功能复杂而高度集成，损失任何一颗卫星都会带来巨大问题。

在轨航天器与太空垃圾相撞的可能性正在增加。此前，航天器与1厘米见方的太空垃圾相撞的频率约为5年一次，现已提高到每1年半至2年一次。波波金夫警告，如果不解决太空垃圾问题，人类可能在未来20年内失去地球同步卫星轨道。

太空垃圾污染地球同步轨道。

距地球2000公里的近地轨道情况也不容乐观。即使不再发射任何航天器，现有航天器老化、报废和毁坏也会导致太空垃圾“自我繁殖”。

美国国家航空航天局顾问唐纳德・凯斯勒早就提出著名的“凯斯勒症候群”概念。设想有一天近地轨道上的垃圾实在太多了，以至于人造卫星和航天器经常被撞击，由此产生更多的太空垃圾。最后，发射新的太空器都几近不可能，因为一发射上去就会被撞坏。

【技术解决刚起步】

太空垃圾隐患巨大，各国都尝试解决，却没有立时可行的方案。

瑞士航天中心开展的清除太空垃圾计划希望通过技术手段“回收”太空垃圾，正在研发一种超快仿生手臂。按照该计划，把这种特制的机械手臂安装在卫星上，捕捉并回收航天器碎片，最后带着它们一起冲入大气层焚烧殆尽。这种机械手臂的特点是“超快”：能在0.05秒内抓住各种不规则形状的抛掷物。

这种太空垃圾清扫卫星预计需要3至5年时间达到实用水平，首颗卫星的研发及发射费用共计约1000万瑞士法郎(约合1092万美元)。

研制中的仿生手臂捕捉太空垃圾的示意图。

近年来发射升空的微型卫星也为治理太空垃圾提供了新思路。这类微型卫星是“立方体卫星”家族成员，单元尺寸为长、宽、高各10厘米，每个单元质量不超过1.33千克，能够有效缓解太空的拥堵情况。

【“太空交规”有必要】

要真正解决太空垃圾难题，不仅要求助于技术手段，还需要国际社会协同合作，制定统一太空“交规”。中国政协委员、航天专家叶培建院士认为，除了进行碎片防护、防止太空垃圾导致的碰撞，还应协同各国进行轨道位置的合理有效分配。

他说，随着空间飞行器的增多，轨道位置的分配问题日渐受人关注。一个空间的轨道位置，尤其是地球同步卫星轨道，其实非常有限，需要“国际上进行合作”按需求和可能优化，有必要考虑如何用好当前看来“不太好的轨道位置”，开源节流。

清除太空垃圾刻不容缓。

为解决太空垃圾难题，目前国际组织订立了几项原则。具体包括：飞行器寿终正寝后，有能力离轨即离开有用轨道，到没用的地方去；对已编号的全部碎片，要进行全程跟踪，目的是让航天飞机、空间站、卫星对较大碎片进行避让；在飞行器设计的时候，应考虑如何针对小碎片碰撞进行有效防护等问题。