太空垃圾成全球性問題 俄專家著手研制預警系統

2012年8月7日，從哈薩克斯坦拜科努爾發射場發射升空的俄羅斯“質子-M”號火箭由於助推器“微風-M”提前關閉，未能將俄羅斯“快車-MD2”和印尼“電信-3”兩顆衛星送入預定軌道。10月，助推器在近地軌道爆炸成為碎片。

據位於莫斯科郊外的飛行控制中心專家統計，目前大概有5塊很大的碎片散落在距離地球250-5000公里的軌道上。因此，碎片極有可能會對在這一空間內工作的所有航天器構成威脅，其中包括距離地球400公里的國際空間站。同樣地，澳大利亞天文學家羅伯特·麥克諾特（Robert McNaught）也對俄羅斯媒體表示，助推器“微風-M”爆炸導致近地軌道新增超過100塊太空垃圾碎片。他說：“從照片中可以確定至少有超過60塊大小不等的碎片，但我並沒拍攝道所有的碎片。此外，有些碎片並不在視線範圍內。我認為，碎片總數遠遠超過100塊。”因此，如果太空垃圾與國際空間站相撞，可能導致極為嚴重的後果。

根據美國國家航空航天局幾年前的估計，太空中直徑超過10厘米的人造垃圾超過8000個，直徑1-10厘米的垃圾為數萬個，而小於1厘米的垃圾則多達數十萬個。這種情況還在繼續惡化。根據俄羅斯聯邦航天局提供的統計數據，截至2010年年中，直徑小於10厘米的太空垃圾數量約為20萬個，而直徑小於1厘米的垃圾則超過千萬個。

太空垃圾主要集中在距離地球850-1500公里高度的軌道中，而在宇宙飛船飛行的軌道高度（250-350公里）和國際空間站運行的軌道（350-400公里）附近也存在不少垃圾碎片。

與世界上所有物質一樣，太空垃圾也受萬有引力定律所制備。因此，太空垃圾在逐漸向地球表面靠近，而結果是它們將進入大氣層（距離地面幾十公里的高空）並被燒毀。然而，這一過程需要相當長的時間。被“拋入”距離地球600公里高度的物體能夠在幾年內消失，而對於位於800公里高度的物體來說，則需要數十年時間。如果物體位於距離地球數千公里的原始高度，那麽消失殆盡則需要長達數百年的時間。由此可見，垃圾積累的數量明顯高於自然循環掉的數量。

太空垃圾因在宇宙中以高速運動（運行速度達到10公里/秒）而產生危險。據俄羅斯專家統計，以這樣的速度運行，哪怕一塊直徑僅為0.5毫米的微小碎片也能擊穿宇航服。包括工程科學院院士尤里·紮伊采夫（Yuriy Zaytsev）在內的俄羅斯專家普遍認為，如果太空垃圾問題得不到解決，那麽將導致載人飛船和衛星發射無法進行。目前，美俄兩大航天國只能做到追蹤太空垃圾並計算其運動軌跡，以避免航天器與其發生碰撞。各國均暫時沒有清理太空垃圾的好方法。

此外，目前也沒有方法能夠阻止太空垃圾進入太空。紮伊采夫表示，最新研制的火箭可以通過制動沖力返回大氣層，但將其他航天器送入地球同步軌道之後，助推器仍將留在軌道上，無法收回。然而，對於服役期滿的衛星，則需要將其撤離地球靜止軌道（運至距離幾百公里以外的所謂的墓地軌道），國際法中對此有相關規定。

各主要航天機構提出多種處理軌道垃圾的方法。俄羅斯聯邦航天局也正在朝這個方向努力。10月中旬，俄羅斯航天局宣布將投資20億美元用於太空垃圾碎片回收和處理。

俄羅斯“能源”集團計劃制造一個特殊的太空“吸塵器”，可以回收600個左右的廢棄衛星，使其脫離現有軌道並進入大氣層燒毀。該集團計劃2020年前完成相關開發以及設備測試工作，預計於2030年前可將設備送入軌道。集團對外宣布，目前正在研制一種可消滅太陽系外向地球發射的危險物體的空間攔截器。

此外，俄羅斯科學家也正在進一步完善太空監測方法。莫斯科天文研究中心基地已建立其獨一無二的太空目標監測以及太空異常情況預警系統。該中心副主任阿納托利·紮亞茨（Anatoliy Zayats）表示，該系統幾乎能夠匯總全世界所有天文臺數據，可以及時在軌道航天器受到威脅時發出預警。他強調，預警系統暫時只用於民用項目，未來將會“直接參與太空垃圾的處理”。

作者：安德烈•基斯良科夫（Andrei Kislyakov）