悬浮在人类头上的隐患！700万公斤太空垃圾包围地球，如何处理？

太空垃圾问题严峻

自1957年10月4日，来自前苏联的第一颗人造卫星斯普特尼克1号（Sputnik 1）被发射升空后，太空垃圾就一直在不断积累。

1993年，7700个太空垃圾；2001年，8700个太空垃圾；2005年，10300 个太空垃圾；2013年，16600 个太空垃圾；2016年，17700 个太空垃圾。

截止到2022年8月，欧洲航天局已经定期跟踪报告了约36500个太空垃圾。

本期内容我们就来剖析一下，这些太空垃圾究竟是如何产生的？太空垃圾的危害又有多大？我们有什么方法能对太空垃圾进行有效清理吗？

太空垃圾或者太空碎片，主要是指停留在地球轨道上的各种人造废弃物以及衍生物。

小到螺钉和螺栓，一把钳子，一条毯子，大到一些火箭残渣、卫星碎片，甚至被遗弃的多节火箭等等。

如今这些垃圾碎片正漂浮于地球轨道上，其中有超过34000个太空垃圾的直径超过了10厘米，甚至更大。

还有一些碎片的直径在1厘米至10厘米之间，它们中大部分是曾经报废的一些卫星或者火箭碎片。

但“36500”依然不是准确数据，还有大约1.31亿个未能被人类追踪的垃圾碎片，它们的大小从1厘米到10厘米不等，还有一些直径小于1厘米的碎片。

这些堆积在地球轨道上的太空碎片，其总质量已预估达到近700万公斤。

从上述这一系列赤裸裸的数据中，不难看出，如今太空垃圾问题日趋严重。

太空垃圾从何而来？

那太空垃圾从何而来？不是凭空出现，都是人类近年来不断向太空发射火箭，卫星的结果。

比如，火箭发射后，就会在地球轨道上留下助推器、整流罩、火箭级间以及其他参与碎片等等。

对于卫星而言，它的寿命也十分有限，当卫星的燃料，电池耗尽，太阳能电池板退化后，卫星最终就会因这种种问题，在太空停止运行。

与火箭碎片一样，卫星碎片最终的结局，也就是成为永久漂浮在太空中的金属碎片。

尽管这些碎片最终会重新进入地球大气层，直至燃烧殆尽，但是从卫星失效，到它坠落到大气层，再被燃烧殆尽的过程，往往会持续很多年的时间。但是人类制造太空垃圾的速度，却远远高于碎片烧毁的速度。

还有宇航员在修理航天器时，不小心丢失的一些工具，如手套，钳子，锤子，工具袋等等，都是太空垃圾。

1965年，宇航员埃德·怀特（Ed White）就在一次太空行走中，丢失了一只手套，这只手套毫无疑问也成为了众多太空垃圾中一员。

另外，还有一些太空碎片是由于火箭，或者卫星之间的碰撞而产生的。当卫星碰撞时，它们可以被粉碎为成千上万个太空垃圾碎片。

比如在2009年，已经失效的俄罗斯宇宙2251军用通信卫星，就在西伯利亚上空，约804公里处，与正在运行的美国摩托罗拉铱星33，不幸相撞了。

这一撞威力巨大，直接摧毁了两颗卫星，还制造了大约2000块直径在10厘米左右的碎片，和数以千计的较小碎片。

据估计，摩托罗拉铱星33所产生的50%以上的碎片，都将在地球轨道停留至少一百年，而宇宙2251卫星的碎片，也将在地球轨道上停留至少20年-30年的时间。

美俄卫星相撞事件

太空垃圾的危害性

越来越多的太空垃圾，又会带来的怎样的不利影响呢？上述提到的宇宙2251和铱星33的撞击事件，就是一个活生生的例子。

太空垃圾堆积越多，那么发生碰撞的机率也就越高，对一些在轨运行卫星，航天器和国际空间站存在潜在危害。且对于人类未来的太空探索，也构成了巨大威胁。

而这也被称为“凯斯勒综合症”，这是以美国宇航局科学家，唐纳德·凯斯勒的名字命名的，因为是他最先于1978年提出这个理论。

按照凯斯勒的理论，当太空垃圾堆积到一定密度时，其中一颗卫星但凡偏离了轨道，或者遭遇了某颗流星的撞击时，就会引发一系列的连锁反应，进而导致大量的卫星都被碰撞摧毁，随后便产生了更多的太空垃圾。

即便是体积最微小的太空垃圾，也是具有危险性的，如尘埃般大小的颗粒和碎片，都会对一些光学器件，太阳能电池板等造成损伤，在其表面造成一些碎片斑点，并缩短其使用寿命。

凯斯勒综合症

如果换成是一个更大的，质量为1公斤太空垃圾，以7.0公里/秒的速度移动，其碰撞时所释放的能量，几乎能与6公斤炸药爆炸时产生的能量相当。

一些小的太空垃圾或许会在大气层中燃烧殆尽，但是对于一些较大的太空垃圾，如果它们冲撞地球，也会对地球的环境产生一些不利影响。

例如俄罗斯“质子”火箭发射卫星失败事件，俄罗斯“质子－M”运载火箭在发射失败后，产生了大量的火箭碎片，这些火箭碎片最终散落在东西伯利亚的阿尔泰地区。

俄罗斯“质子－M”运载火箭坠毁

这些碎片包括火箭旧油箱的碎片，这些碎片是含有剧毒的燃料残留物，比如不对称的二甲基肼（UDMH）。

如果人体短时间内接触了大量的偏二甲基肼，会引发急性中毒，且还能致癌。对一些植物和动物也存在危害性。

如何清理太空垃圾

我们能摆脱这些太空垃圾吗？有什么行之有效的方法，能清理这些太空垃圾呢？

多年来，人们提出的清理措施，主要以利用激光等仪器，鱼叉等工具清除大块碎片，或者开发一种自动移除卫星，用聚合物泡沫涂覆卫星，使其能够下降到地球大气层的位置，然后被燃烧。

但是这些方式都只是杯水车薪，并不能高效，彻底的解决太空垃圾的问题。

按照欧洲航天局的计划，他们将在2025年发射一个四臂机器人垃圾收集器，来清理太空垃圾，四臂机器人将抓住垃圾碎片，并将其拖入至大气层。

大气层似乎成了一个天然的太空垃圾焚烧场，在那里，太空垃圾们将被燃烧殆尽。但这项计划的成本也颇高，预计将耗资1.2亿欧元。

不过，俄罗斯的科学家们，近期似乎有了更好的方案。

据俄罗斯萨马拉国立大学新闻处的消息，俄罗斯科学家目前已经开发了一种太空清扫器，能够通过无接触的方式，安全有效的清理地球轨道上的垃圾。

据悉，这是一种配备了离子发动机的自动太空清扫器，当清扫器靠近目标垃圾约10米的距离时，将会对其喷射发动机离子流，也就是一种等离子体焰炬。

在离子流粒子遇到太空垃圾时，将产生一种力量，这种力量则会将垃圾移动到指定的方向。

相比于以往用机械手臂，鱼叉，钢索等直接接触，捕获，运输太空垃圾的方式，离子发动机太空清扫器，由于不会与太空垃圾产生接触，所以能减少发生碰撞的可能性。

人类不会停止进行太空探索的脚步，也不会因太空垃圾的问题而停下，因此太空垃圾清理任务势在必行。

原文链接：https://www.toutiao.com/article/7186935095105552908