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如果知道我们“头上”正在发生什么,你可能晚上会睡不着觉。54年前,苏联将第一颗人造地球卫星送到太空。打那以后,人类已经将无数的人造天体送入了低地太空。从某种角度来说,这是件好事。然而,就像许许多多人类的新发明新创造一样,人造卫星同样给人类带来了一个负面东西——太空垃圾。
不光是人造卫星,任何人造天体一旦进入太空轨道,最终将变成各种各样的垃圾——螺栓、推进器、电池板、绝缘材料甚至涂层片。在半个多世纪的时间里,人类向太空“扔”的垃圾已经多到惊人的地步,超过2.18万个人造天体重返地球大气层。虽然到目前为止,还没有人类直接受到这些垃圾的伤害,但是这些太空垃圾是悬在我们头上名副其实的“达摩克利斯之剑”。据美国航天局统计,10厘米以上大小的太空垃圾已经达到17000片;2.5到7.5厘米大小的超过20万片;更小的则数以百万计。
实际上,它们中的许多远远大于10厘米,有些废弃的卫星,个头有公共汽车那么大,重达好几吨。一旦超过服役期限,它们就像被人抛弃的驳船一样围绕着地球飘荡。上月底,一颗重达六七吨的美国卫星坠毁地球,让全球科学家战战兢兢。他们试图算出它坠落的时间和地点,以便减少可能带来的损失。本月23日,一颗报废的德国卫星也坠入了大气层,再次引发公众担忧。今年8月,俄罗斯的“联盟”号太空飞船的火箭出现故障,这是美国航天飞机退役之后唯一能够往返地球和太空的“出租车”。有人担心,这是否会导致国际空间站被废弃,让这个长100多米、重达400多吨的庞然大物最终坠回地球。
不过,好在国际空间站有自带的推进器可以使它保持在现有的轨道上,暂时没有坠落的危险,即使掉下来,科学家也可以通过它的推进器将它推进到安全的地方,让它落下来。但是,大多数的太空垃圾没有动力,它们有朝一日都将落回地球。有些人造天体即使暂时还掉不下来,也可能带来另一种风险,那就是撞上其他仍正常服役的人造天体。2009年,一颗已经退役的美国卫星和俄罗斯卫星相撞。如果当时这两个人造天体上都有人的话,后果将不堪设想。这也是目前常年有人停留的国际空间站最担心发生的事。
太空垃圾已经在地球附近的太空形成了一条垃圾带。好在这些垃圾所处的高度相同,飞行的速度也相同,都是每小时28200公里的速度。这意味着它们彼此之间的相对速度为零,或者说它们之间相对来说处于静止状态。而要让处于这个高度的两个物体接近,必须改变它们的相对速度。例如,俄罗斯的宇宙飞船要靠近国际空间站,必须靠自带的火箭给一些推力,虽然这个力并不是很大。
尽管监控较大尺寸的太空垃圾相对较为容易,但是多数太空垃圾很小,有的只有沙粒那么大。不过,可别小看它们,尽管个头很小,但由于速度很高,杀伤力仍然很大。为此,国际空间站特意被分隔成不同的密闭空间,以便一旦其中某个部分的外壳被高速飞行的太空垃圾撞破,宇航员可以迅速撤到其他密闭舱中。这有点像船被分隔成许多独立的小舱,一旦某个船舱漏水,水不会进到其他地方,导致船沉没。宇航员不会因为空间站内部压力突然下降发生危险。
对地球上的人类来说,多数的太空垃圾都不足为虑,因为它们在坠入地球的过程中,与大气层摩擦,产生高温,被燃烧殆尽。但并不是所有的太空垃圾都会被烧掉。1979年7月,美国航天局太空实验室的一些残片在坠毁到地球的过程中就落在澳大利亚,所幸坠落地点位置偏远,人烟稀少。一些人造天体的部件是耐热的,例如本月23日坠毁的德国卫星的镜片和陶瓷部件就是耐高温的。
不过,一般来说,人类被太空垃圾击中的几率很小。刚刚坠毁的德国卫星的砸人几率为两千分之一,按照地球人口70亿计算,砸中某个人的几率则为140万亿分之一。据报道,上月坠毁的美国卫星,最终有26块碎片抵达地表,但所幸都坠入了太平洋。
虽然面临种种风险,但是人类的补救措施很少。例如,设计者只能尽量使用更容易解体的部件制造人造天体。更好地跟踪这些碎片,更准确预测它们的坠落地点,只要已经废弃的人造天体上还有燃料或动力,人们就可以选择它坠落的地点,但不幸的是多数都没有,只能“听天由命”了。