近日，日本一項清理太空及地球軌道垃圾的試驗性任務宣告失敗。其核心方案是，利用磁場中有電流經過會使物體產生運動的原理，通過一條700米長的電線，給高速飛行的太空垃圾通電，使其減速后墜落于大氣層燃燒殆盡。但“鸛”6號機在向太空拋出纜繩的環節中失敗，實驗被迫中斷。“鸛”6號機在結束所有預定動作后，于日本時間6日凌晨進入大氣層焚毀。

　　目前在軌的航天器，包括大量“太空垃圾”（資料圖片）

　　太空垃圾，“行走的殺手”

　　太空垃圾，又稱軌道碎片，主要指宇宙空間中除正在工作著的航天器以外的人造物體。它的來源非常廣泛，如“退休”的衛星；報廢的火箭助推器；宇航員作業時留下的航天服、工具鏟、老虎鉗、相機、牙刷；航天器漏出的固體、液體，以及航天器碰撞過程中產生的碎片，等等。

　　根據美國航空航天局ODPO統計，截止到2016年10月4日，地球近地軌道范圍內共有被監測的人造天體17817個，而最近的三個月就增長了88個，碎片增長的速度也越來越快，這導致地球看上去就像被垃圾場包圍了一樣。

　　“垃圾場”的后果，是一系列太空事故及潛在威脅。

　　1983年，“挑戰者號”航天飛機與一塊直徑0.2毫米的涂料碎片相撞，導致舷窗被損，只得提前返回地球。

　　1986年，“阿麗亞娜號”火箭進入軌道后不久便發生爆炸，形成了564塊10厘米大小的殘骸和2300塊小碎片。這些密集的“彈丸”，后來直接造成兩顆日本衛星失靈。

　　2009年，美國銥星33通信衛星與俄羅斯廢棄多年的宇宙2251號相撞，兩顆衛星 “粉身碎骨”。

　　2013年5月，厄瓜多爾唯一一枚衛星在升空后不足一個月，就與太空中火箭殘骸相撞失靈。

　　數據顯示，為了規避太空事故，國際空間站平均每年進行規避飛行14次，每次規避飛行需要付出巨大的代價，需要動員大量的人力、物力加強監測和預警工作，航天員必須暫停工作和試驗項目躲進對接的載人飛船內，并且空間站機動需要消耗大量的燃料。

　　除外太空外，人類的生活也受到了太空垃圾的影響。中國科學院空間中心研究員都亨在此前的采訪中表示，“由于地球外層大氣的減速作用，每年都會有一部分太空碎片落入地球大氣層。只是大部分都在墜落的過程中燒毀了，所以人們沒有發覺。”

　　1965年，美國宇航員愛德華遺失的手套，以時速近2.8萬千米的速度在太空飛行。幸運的是，這只殺傷力大的手套，最終在大氣層被燒毀。

　　2007年，國際空間站宇航員安德森在太空行走期間，將一個635千克重的有毒氨水罐拋入太空。16個月后，這個電冰箱大小的太空垃圾墜入澳大利亞和新西蘭之間的茫茫大海，沒有擊中過往船只。

　　太空垃圾殺傷力有多大？科學家曾舉過這樣一個例子：直徑1cm的鋁球以10公里每秒的速度撞擊所產生的能量與地面上速度為120公里每秒的小汽車撞擊相當。一塊微小的油漆斑點，在太空高速環境下撞擊衛星，就可能引爆一場航天大國間的外交甚至軍事沖突。10厘米的碎片碰撞將徹底摧毀一顆航天器。而目前太空中，最大的碎片體積可與一輛公共汽車相當。

　　清理行動，技術剛剛起步

　　太空垃圾隱患巨大已成為共識，各國都在開展試驗和行動。

　　中科院國家天文臺副研究員鄭永春告訴記者，“目前，在空間碎片處理方面，主要是通過對碎片施加外力，降低軌道，使其進入地球大氣層燒毀，但這種處理方式的技術要求高，費用也很高，且效率低。所以目前的策略，一方面是盡可能減少空間碎片的產生，比如要求衛星達到壽命后主動降低軌道進入地球大氣層銷毀，另一方面是加強航天器本身對空間碎片的規避和防護。”

　　美國提出了太空碎片清除系統，通過把大氣氣體脈沖發射到目標碎片必經路線上，增加太空垃圾的摩擦力，令其下降墜落到地球大氣層里。

　　澳大利亞嘗試用激光處理垃圾。都亨介紹，激光處理主要是利用激光推動空間碎片，使其偏離軌道，或減速，最終跌入大氣層。

　　2016年6月，中國在長征七號的首次發射任務中，搭載“遨龍一號”空間碎片主動清理飛行器。“遨龍一號”裝載了一臺機械臂，模擬抓取廢棄衛星和太空碎片，并具有將它們帶到大氣層燒毀的能力。

　　瑞士航天中心正在研發一種超快仿生手臂。按照該計劃，把這種特制的機械手臂安裝在衛星上，捕捉并回收航天器碎片，最后帶著它們一起沖入大氣層焚燒殆盡。這種機械手臂的特點是“超快”：能在0.05秒內抓住各種不規則形狀的拋擲物。這種太空垃圾清掃衛星預計需要3至5年時間達到實用水平，首顆衛星的研發及發射費用共計約1000萬瑞士法郎（約合1092萬美元）。

　　值得注意的是，包括上面提到的推移離軌、捕獲離軌等各項清理技術都仍在起步和試驗階段，到底哪些方法能夠奏效，還需更多實踐和時間。

　　技術之外，還需規則

　　現行的技術手段不能及時、有效地清理垃圾是當前現實。要真正解決太空垃圾難題，技術手段之外，還需規則。

　　太空垃圾劇增的背后是各國對太空空間位置的爭奪。空間的軌道位置，尤其是地球同步靜止軌道，其實是非常有限的。航天專家、中國科學院院士葉培健表示，合理有效分配太空位置需要國際合作，按需求和可能優化，也有必要考慮如何用好當前看來“不太好的軌道位置”，開源節流。

　　鄭永春分析認為，“處理太空垃圾主要問題還是監測和回收，現在大型碎片可以監測起來，但數量更多的小型碎片還沒有很好地監測，所以還需要全球聯手、國際合作，發揮各國優勢，建立空間碎片監測和數據共享系統。”

　　為解決太空垃圾難題，目前國際組織訂立了幾項原則。包括：飛行器壽終正寢后，有能力離軌即離開有用軌道，到沒用的地方去；對已編號的全部碎片，要進行全程跟蹤，目的是讓航天飛機、空間站、衛星對較大碎片進行避讓；在飛行器設計的時候，應考慮如何針對小碎片碰撞進行有效防護等問題。

　　不過，值得注意的是，現有的原則仍面臨許多問題。有聲音認為，有能力移除空間碎片的國家，就有可能摘除別國的航天器，從而威脅太空安全秩序。這在一定程度上也制約著太空垃圾的清理。

　　目前，世界各國對太空垃圾當道的空間現狀多有認識，各項清理工作和嘗試已經開展，但毫無疑問的是，清理探索還只是剛剛開始，人類還有一系列的技術及規則難題需解決。（光明網記者宋雅娟）

　　（部分資料引自中國科普博覽、新華社）

日“清掃行動”失敗 太空垃圾清理有多難

圖文簡介

但“鸛”6號機在向太空拋出纜繩的環節中失敗，實驗被迫中斷。“鸛”6號機在結束所有預定動作后，于日本時間6日凌晨進入大氣層焚毀。