亂扔垃圾丟人，亂扔太空垃圾丟命！

來源：SME科技故事

出於某種奇怪的本能，人類偏愛在所到之處留下痕迹。

百萬年地貌被無情踩踏、最美自然景點垃圾成山等報道比比皆是。

但你以為只有我們居住的地球空間才會出現這些情況嗎？

實際上，有此「特長」的人類同樣沒有放過浩瀚的宇宙。

只是當我們意識到這個問題時，太空垃圾也已經泛濫成災了。

對此有人還戲謔道，未來最浪漫的事可能是陪你去看太空垃圾雨。

調侃歸調侃，在太空中，僅是幾毫米的碎片就可能摧毀數十億打造的衛星。

科學家發現，不少太空碎片只要互相碰撞一次，就可能產生成千上萬個失控的高速碎片。

它們不僅可能會中斷衛星通信，也會將未來的宇航員和衛星置於危險之中。

最終，這樣會使導致日常的通訊、定位等服務失效。

如今，各國的科學家想方設法解決這一難題，中國更是獨領風騷。

不過，先污染後治理的老路總歸是困難重重，任重而道遠。

說起太空垃圾，我們第一時間想到的可能就是那些從太空墜落的人造飛行物殘骸。

但實際上，它涵蓋的範圍非常之廣。

不光是廢棄的衛星、報廢的火箭助推器，還有宇航員作業時留下的航天服、工具鏟、老虎鉗、相機、牙刷、鉛筆等；

比如1982年蘇聯宇航員列勃捷夫在太空行走前，就不小心讓艙里的螺栓、墊圈還有一支鉛筆被吸出到太空，成為致命的垃圾。

在太空飄逸的熱毯

不過，太空垃圾的主力軍是世界各國發射的運載火箭、衛星等航天器。

完成任務後，它們有的很快進入大氣層燒毀，有的則長久停留在軌道上，變成太空垃圾。

甚至還可能會直接墜落到地球，危及人類以及生存環境的安全。

比如1997年，一名女子被一枚從天而降，長6英寸的金屬撞中肩部。這也是迄今為止唯一發生過的一起傷人事件。但沒有造成傷亡的墜落情況並不罕見。

宇宙954

其中，太空垃圾墜落產生的最大危害當屬著名的「宇宙954」事件。

1978年1月24日，一顆蘇聯核動力衛星回收時失控後從天而降，墜落到加拿大西北部地區。

當時它攜帶30千克濃縮鈾核燃料，足以生產3枚核彈頭，被媒體形容為從天而降的核災難。

這些具有高放射性的碎片在18000平方英里的範圍內散落，引發民眾的強烈恐慌。

好就好在並沒有危及人身安全，但加拿大還是花費1400萬美元清除污染，並獲得蘇聯賠償。

一般說來，太空垃圾墜地的數量與航天發射的頻率成正比，發射次數越多，火箭助推器和報廢衛星落下的也越多。

也就是說，誰也不能保證某一天墜落的碎片不會砸到人類身上。

早在1972年聯合國制定的《空間物體所造成損害的國際責任公約》，萬一有人或者建築不幸被碎片擊中，受害人還可以向衛星的所有者提出索賠。

在秘魯發現的隕石，其實是太空垃圾

不過，說句實在話，目前帶來最大危害還是停留在地球軌道上運行的太空垃圾。

據2017年歐洲宇航局的數據表示，在地球軌道中超過10厘米大小的碎片約有2.9萬個，介於1厘米至10厘米的碎片達75萬個，1毫米至1厘米的碎片已達1.66億個。

如果你認為這些以厘米計算的碎片不足以危害的話，那你就大錯特錯了。

美國宇航局估計，這些碎片大多數以每小時2萬公里的速度繞地球運動。

這個速度可是相當於我們普通客機的70到80倍。

它們就像是馬路上隨意亂開的汽車一樣漂浮在太空軌道上。

不經過追蹤，你無法知道它們什麼時候停住，何時會突然進行變線等等。

由於它的相對速度較大，小到幾毫米的油漆斑點都足以給人造衛星或者載人飛船造成致命損傷。

可以說，這些看似不起眼的碎片是宇宙交通事故最大的潛在「肇事者」。

自人類航天史發展以來，它們造成的事故也是不在少數。

1991年12月，俄羅斯已廢棄的人造衛星「宇宙1934」與飛船「宇宙926」釋放出的一大塊物體相撞，旋即發生爆炸。

2013年3月，俄羅斯衛星與一小塊中國衛星被擊毀之後產生的碎片相撞，再次在太空中發生爆炸。

類似地事件並不罕見，隨著太空垃圾所佔的軌道空間一直擴大，碰撞發生的可能性也不斷增加。

早在1978年，美國宇航局科學家唐納德·凱斯勒提出的一種理論假設。

該假設認為當近地軌道的航天器密度達到一定程度時，它們會產生碰撞，形成碎片，進而形成更多碰撞，更多碎片……

這樣下去，最壞的結果便是導致近地軌道將被危險的太空垃圾所覆蓋。

圖目前太空垃圾全球分布圖，紅色的就是地球靜止軌道上的正常工作衛星

要知道，這些可能被撞毀的衛星可是用來輸送信號、追蹤天氣，個人行蹤等改變我們生活方式的。

一旦太空中沒有它們存在的空間，人類生存方式極有可能迎來大倒退。

由於失去能夠安全運行的軌道，雄心勃勃的太空探索發射計劃將寸步難行。

航天器變軌以規避碎片

如今，各國科學家只能藉由操縱軌道，採取躲的方式來避免與碎片相撞。

但隨著太空垃圾的問題愈發嚴峻，再不及時清理也必將後患無窮。

因此，全世界的航天界都在研製各種方法來清除回收太空碎片。

比如用高強度纖維編織的空垃圾網攔截太空碎片；又或是將太空垃圾送到更高的空間軌道等方法。

其中，比較有意思的是那些從動物身上獲得的點子。

2017年8月，美國斯坦福大學的科學家就受壁虎啟發，研製一種能抓住太空漂浮物體的機械抓手。

這項成果發表在美國《科學·機器人學》雜誌，並受到了廣泛的關注。

現實中，我們經常看到壁虎能在牆壁、天花板等光滑的平面上迅速爬行。

這一項技能實則得益於它腳下布滿了細微的皮瓣和毛髮等。

這些物質能使壁虎在跟任何錶面完全接觸時，都會產生非常大的吸附力，使自身粘附在上面。

利用類似的原理，研究者便研發出一塊仿壁虎材料，並將兩塊材料組合成一個抓手。

通過在實驗室、零重力環境下的測試表明，這種「壁虎抓手」不僅能抓取並操作重達370千克的大物體，也能抓取並操作質量不到300克的小物件。

這也意味著，它能抓取不同形狀、大小以及材料的太空垃圾。

但為了保險起見，它仍在進行改進，並運往國際空間站進一步測試使用。

除了壁虎的構造以外，科學家也參造了鳥類的飛翔特性。

他們想到給太空垃圾插上「翅膀」，讓它們自己飛回地球。

2010年3月，英國科學家就設計了一種「立方帆」，來對付較大體積的太空垃圾。

在立方帆的內部，安裝有一張摺疊起來的聚合膜。

當它發射到太空之後，這張膜面積可達25平方米就會張開。

立方帆

當立方帆附近出現太空碎片時，地面人員就會發出指令，小型動力裝置就會開啟，靠近太空碎片進行「對接」工作，使立方帆自身與碎片結合為一體。

之後，立方帆會利用地球高空的稀薄空氣來帶著報廢的衛星「飛」離軌道。

雖說地球軌道上的空氣分子密度極低，但卻足以能讓立方帆緩緩減速，降低軌道。

這樣就能使得太空垃圾能在比短時間內墜入大氣層進行自動燒毀。

值得一提的是，立方帆的投資大約100萬歐元左右。

一旦研發成功，它可以說是處理太空垃圾的方法性價比最高的，大大降低了太空垃圾處理的成本。

此外，還有科學家提出向太空中發射3000米寬「漁網」，企圖將太空垃圾撞離軌道。

甚至有科學家想出這樣有趣的想法：將氣球送上太空，用一陣狂風將碎片吹得向大氣層猛衝。

除了清理碎片之外，航天界還應從源頭上控制垃圾。

隨著空間飛行器的增多，地球同步衛星軌道位置的分配問題也越發受人關注。

因此，協同各國進行軌道位置的合理有效分配就顯得格外重要。

它需要國際上進行協同合作，按需求和可能予以優化空間軌道的安排等。

與此同時，國際組織初步訂立了相關的「太空交規」。

比如對已碎片進行編號，用定位進行全程跟蹤等規避碰撞的方法。

而在對待太空垃圾的問題上，我們國家也承擔起了一個大國的責任。

2000年，我國就啟動了「空間碎片行動計劃」，對太空垃圾進行監控和主動處理。

2015年，中國國家航天局空間碎片監測與應用中心正式成立。

同時，中國政府也利用先進技術儘可能減少空間碎片的產生。

我國的航天科研人員就對在役長征系列運載火箭實施了末級鈍化處理。

經過鈍化處理過後，衛星被撞後也不會發生爆炸，從而避免產生更多的碎片。

值得一提的是，中國在清理太空垃圾領域的實踐中可以算是獨領風騷。

2016年發射的「遨龍一號」裝載了一台機械臂，就能準確地抓住速度超高的碎片。

它是世界上第一個主動的軌道碎片離軌清除試驗項目。

不過，這厲害的技能卻被美國認為是發展太空武器，認為有抓走別國衛星的可能，以此強烈譴責中國。

圖：遨龍一號所使用的機械臂

種種跡象表明，太空垃圾涉及的問題更為複雜，絲毫不亞於我們地球上大氣與水體污染。

看來，光是不斷完善環境法以及道德約束還不夠，人類還真得將環境保護意識拓寬到全宇宙，世界才能重新變得安全且清潔。

不然未來，亂扔垃圾只是丟人，亂扔太空垃圾可能丟的就是命根子了。

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