对太空垃圾的认识

太空垃圾

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太空垃圾太空垃圾（Space debris 或 space junk）是围绕地球轨道的无用人造物体。太空垃圾小到由人造卫星碎片、漆片、粉尘，大到整个火箭发动机构成。自2009年1月以来已有大量的太空垃圾在太空轨道中。由于高速的轨道碎片可对运转的卫星造成极大损害，太空垃圾成为日益受到关注问题。2011年9月2日，欧洲航天局（ESA）公布了近地轨道区域的太空垃圾合成图片。美国全国研究委员会9月1日公布报告称，地球上空的太空垃圾数量已经达到“临界点”。该委员会呼吁美国航天局（NASA）采取措施减缓太空垃圾的影响。

目录

基本介绍

产生原因

垃圾碰撞

太空垃圾统计

创意方案激光发射器

太空垃圾收集车

金属细丝

定位跟踪

自杀卫星

空间工友

太空垃圾历史

探测和控制临界引爆点

保持太空清洁

探测和控制太空垃圾

移动雷达

垃圾危害垃圾产生

雪崩效应

太空垃圾事故

对陆地的污染

安全预警

应对措施

亟须维护

相关报道飞马座事件

数据调查基本介绍

产生原因

垃圾碰撞

太空垃圾统计

创意方案 激光发射器

太空垃圾收集车

金属细丝

定位跟踪

自杀卫星

空间工友

太空垃圾历史

探测和控制 临界引爆点

保持太空清洁

探测和控制太空垃圾

移动雷达

垃圾危害 垃圾产生

雪崩效应

太空垃圾事故

对陆地的污染

安全预警应对措施亟须维护相关报道

飞马座事件数据调查展开 编辑本段基本介绍

　　按照火箭科学家专业的说法叫做“轨道碎片”，不过一般人都将其称为“太空垃圾”。别小看了这些零零碎碎的太空垃圾，据统计，直径大于1厘米的空间碎片数量竟然超过11万 太空垃圾电脑模拟图

个，而大于1毫米的空间碎片超过三十万个。惊讶有这么多的垃圾吗？其实，归根结底都是我们人类自己制造的。 　　太空垃圾就是在人类探索宇宙的过程中，被有意无意地遗弃在宇宙空间的各种残骸和废物。如：报废的卫星，轨道器，火箭残骸等等，漂浮在太空形成太空垃圾。太空垃圾完全是人为造成的，如何控制和消除这些垃圾是一个必须解决的问题。否则它们对各国的气象卫星、通讯卫星可能造成很大的威胁和破坏！ 　　太空垃圾，是在人类探索宇宙的过程中，被有意无意地遗弃在宇宙空间的各种残骸和废物。太空垃圾的名目繁多：大的有已经“寿终正寝”，但仍在空间轨道兜圈子的卫星、空间站等航天器，被遗弃的运载火箭推进器残骸；中等有意外爆炸形成的碎片。太空垃圾的来源包括：报废的航天器及火箭残骸、爆炸产生的碎片、一些零件、宇航员的生活垃圾以及人类太空活动

掉落的空间微粒等。美国在1958年发射一颗命名为先锋的卫星，成了最长尚存件的太空垃圾之一。除了进行航天任务时扔到太空的垃圾越来越多以外，已在太空的垃圾件数也会自行增多，即当脱离主体的火箭中还含有的剩余燃料在太空爆炸时，便会生成无数个碎块，形成更多的太空垃圾。调查表明，自开辟太空时代50年以来，太空垃圾大约已有2.5万块。由于其中许多物体在进入大气层时烧掉了，所以现在能够看到的大约有9000块。而且，一个太空飞行器若在600公里的高空飞行，它将围绕地球转25－30年，如果它位于1000公里的高度，则可飞行到4001年，如果再高，它则几乎会成为永恒的物体。到2009年1月为止，太空中这种“长寿”垃圾越来越多，清除将是极其艰难的。一般来说，这些太空垃圾在大气阻力的影响下会逐渐陨落，但是如果它的轨道很高，在1000千米以上，大气阻力很小，那它能在轨道上存留数万年甚至数百万年。而且，目前大多数太空垃圾都处于比较高的高度上。到2009年1月为止，太空垃圾空间碎片总数已经超过4000万个，总质量已达数百万千克，大于10厘米。

编辑本段产生原因

　　 太空垃圾

简单来说，就是在人类探索宇宙的过程中，被有意无意地遗弃在宇宙空间的各种残骸和废物。 　　最近，NASA（美国国家航空航天局）忧心忡忡地公布：2005年1月17日，南极上空885公里，发生了一起看似偶然的“宇宙交通事故”——一块31年前发射的，美国雷神火箭推进器遗弃物，与中国6年前发射的长征四号火箭CZ-4碎片相撞。这是一起典型的太空垃圾“宇宙交通肇事案”。 　　最早提出“太空垃圾”概念的是防空部队的值班人员，因为监控宇宙空间的部门每天要监视5万多个物体，太空垃圾常令他们迷惑。16年前，加拿大某气象台宣布，发现了英仙星座附近有星体爆炸。后来才弄清楚，这不过是一颗废弃人造卫星在太阳光反射下造成的效果。另据俄报载，1987年，曾发生过因连接器拧不紧，“量子”舱无法同“和平”号对接的情况。当时，经验丰富的地面控制中心认为，舱外肯定有物质干扰对接，于是派一个考察组上去检查，结果发现那里有一个金属残片。 　　20世纪60年代以前，没人听说过太空坠落物，但是自1973年以来，每年有数百块太空垃圾坠落地球。但由于其在经过大气层与空气产生的急剧摩擦使得这些垃圾在未通过大气层时就自我燃烧殆尽，在大气层的保护下就自我毁灭了。万幸的是，迄今没有大型的太空垃圾坠向地球，因此也尚未伤人。

编辑本段垃圾碰撞

　　美国东部时间2009年2月10日上午11时55分（北京时间2月11日晚0时55分）

，美国和俄罗斯的两颗通信卫星在太空相撞并产生大量太空垃圾，这极有可能会对国际空间站构成威胁。 　　美国宇航局（NASA）表示，他们还需要数周时间来判断此次事故带来的破坏程度，目前只是在对约500块体积较大的碎片进行跟踪。 　　根据其通报，这次卫星相撞发生地点位于西伯利亚上空790公里，两颗相撞的卫星分别是美国1997年发射的一颗铱星，以及俄罗斯1993年发射的一颗卫星。前者是铱星公司运行中的66颗通讯卫星之一，后者则是一颗报废的俄罗斯卫星。 　　这也是人类历史上首次发生卫星相撞事故。 　　美国宇航局太空垃圾跟踪首席科学家尼古拉斯·约翰逊（Nicholas L. Johnson）说，尽管以前曾经观测到三次很小的碰撞，但是这么大的两颗通讯卫星撞到一起还是第一次。

编辑本段太空垃圾统计

　　根据美国宇航局的统计，目前地球轨道上有大约4000个运行中或报废的人造卫星和火箭残体，此外还有大约6000个可以看到并跟踪的太空垃圾碎片；而直径超过一厘米的太空垃圾，更多达20万个。这些物体大多数的运行速度，都在2万公里/小时以上。 太空垃圾

运行在地球轨道上的这些物体无时无刻不对卫星本身的安全、航天飞机以及国际空间站的安全构成威胁。 　　根据美国忧思科学联盟（Union of Concerned Scientists）截至2009年1月21日的统计数据，目前运行在地球轨道上的人造卫星为905颗，其中美国443颗、俄罗斯91颗、中国54颗，最为拥挤的地球同步轨道（高度35860公里，赤道上空，倾角为0）上的卫星为366颗。近地轨道（700公里到2000公里）上有442颗。 　　2010年7月30日据俄新网报道，俄罗斯航天署新闻处发布消息说，中国已经成为在近地宇宙空间制造太空垃圾最多的国家。俄航天署官方网站周五发表的一篇文章指出，“根据统计，40%的太空垃圾是中国制造的。美国的太空垃圾占27.5%，俄罗斯占25.5%，其他国家占7%”。 　　而根据美国宇航局NASA负责监测太空碎片部门的官方数据，近地空间大多数的太空垃圾属于俄罗斯和独联体国家(5833颗)，其中包括1402颗卫星，4431运载火箭残骸等“垃圾”。美国排在第二，总共制造了4824个垃圾，包括1125报废卫星和3699运载火箭残骸等碎片。而中国制造的太空垃圾超过3388个(88颗废卫星和3300个其它碎片)，少于俄罗斯和美国。 　　2011年9月1日，美国的研究报告显示，在地球轨道上的太空垃圾数目已达到临界点，相撞的机会大增，并威胁1000个人造卫星的安全。该报告称，地球轨道上已有2.2万余件可以侦测到的太空垃圾，其中不少是发射导弹后被摧毁的卫星碎片。

编辑本段创意方案

激光发射器

　　从地面

或者太空发射激光，将太空垃圾推至离地球更近的轨道，使其在地球引力作用下加速下落。但是这样创意的缺点在于：成本过高，激光发射装置非常昂贵，而且可以击中的目标有限。

太空垃圾收集车

　　太空垃圾回收车能够在太空轨道指定地点上将将大块太空残骸收集和封装起来，然后运送到离地球比较近的轨道上。这种垃圾收集车还可以收集整块的老火箭残体。但是方案的问题在于成本太高，而且操作也比较复杂。

金属细丝

　　这种方案就是在飞船发射之前，在飞船上面附着一个金属细丝，进入轨道后用它来击落那些碎片。

定位跟踪

　　太空垃圾定位及监视系统还是冷战时期美苏两国为监视敌方导弹进攻及间谍卫星而建造的跟踪系统。它们能探测到低轨道上10厘米大小和地球同步轨道上1米大小的碎片。

自杀卫星

　　体积只有足球那么大，一旦侦察到太空垃圾，便依附在垃圾上，使其速度降低，最后进入大气层，与太空垃圾同归于尽。

空间工友

　　由12只空间“垃圾箱”组成，在地球同步轨道上运行。当太空垃圾飞过时，它的由电脑控制的机械臂会抓住目标，放进“垃圾箱”后将其分割切碎，使其坠入地球大气层燃烧自毁。

编辑本段太空垃圾历史

　　太空垃圾的名目繁多：大的有已经“寿终正寝”，但仍在空间轨道兜圈子的卫星、空间站等航天器，被遗弃的运载火箭推进器残骸；中等有意外爆炸形成的碎片，如1996年6月3日，美国一枚飞马座火箭发生爆炸，共产生了约300000个危害性碎片；小的有一些零部件，如星箭分离用的爆炸螺栓、卫星包带和弹簧等，还有宇航员“随地乱扔”的垃圾，比如1965年，在美国首次太空行走过程中，宇航员爱德华失手丢掉了一只手套（还好，一个月后，这只时速近28000公里，人类历史上杀伤力最大的手套坠入大气层烧毁）；更多的则是极其微小的空间微粒，如航天器脱落的油漆颗粒等。 　　那么在近地球轨道究竟有多少太空垃圾呢？有人估算，自开辟太空时代50年来，太空垃圾大约已有2.5万块。由于其中许多物体在进入大气层时烧掉了，现在能够看到的大约有9000件。而且，一个太空飞行器若在600公里的高空飞行，它将围绕地球转25～30年，如果它位于1000公里的高度，则可飞行到4001年，如果再高，它则几乎会成为永恒的物体。如今，太空中这种“长寿”垃圾越来越多，清除将是极其艰难的。

编辑本段探测和控制

临界引爆点

　　美国宇航局 　　50年太空开发给我们头顶的天空留下大量垃圾：火箭推进器残骸、人造卫星碎片、脱落的油漆，甚至一只宇航员的手套。近日，美国宇航局（NAS

A）的科研人员称，太空垃圾的临界引爆点正在来临。即使不再发射太空飞船，到2055年，由碰撞所产生的新碎片数量将超过落回地球和燃烧掉的碎片总数。 　　伯尔尼大学天文学院与欧洲航天局合作追踪太空垃圾已经8年，其间，进行过多次太空碎片的测算。瑞士伯尔尼大学天文学院(Bern University's Astronomical Institute）教授Thomas Schildknecht和他的研究小组参与了对太空的监控。这个科研小组将安置在西班牙岛屿特纳里夫（Tenerife）和伯尔尼附近的光学望远镜对准2万～3.6万公里的高空，对那里的太空垃圾作搜索和监控。 　　欧洲航天局的模型 　　显示有60多万个直径超过1厘米的太空垃圾以数千公里的时速围绕着我们的星球横冲直撞。美国空间监视网（Space Surveillance Network）对约1.2万个直径超过10厘米的碎片进行监控，但大多数的碎片物质还是没有被观察到。科研人员指出，在低空轨道（2千公里高度以内）上，一个1厘米见方、速度为每秒15公里的微小碎片若撞上运行中的人造卫星，可能造成的破坏等同于一枚手榴弹的威力。 　　“在低空轨道，那里有空间站和载人飞船。以国际空间站为例，人们认为，在今后10年内，它被太空垃圾严重撞击的可能性达到50%。”Schildknecht说。 　　“如今还没有像真空吸尘器之类能够有力地清理太空垃圾的可行办法。”Schildknecht表示，“因而国际上大多数努力将重点放在追踪较大碎片上，以预防碰撞的发生，避免产生更多碎片。” 　　8年来，在伯尔尼和特纳里夫，Schildknecht和他的科研小组与欧洲航天局（European Space Agency）合作，对在高空急速飞行的小碎片建立了清单。他们的调查结果用来帮助指导人造卫星穿过碎片地带。Schildknecht说：“目前，每一两个月，就有一个人造卫星被指引远离飘浮着的太空垃圾的轨道。” 　　科研小组的另一部分工作则是提醒太空组织，更清醒地认识到环境问题到底有多严重。“这就像地球上的垃圾处理。我们碰到的是15年前产生的垃圾，当时人们还根本不晓得这回事。”Schildknecht说，“在某些高度上，如800至1000公里处，问题正变得越来越糟糕。因为那里有许多人造卫星，随着时间推移，它们也可能产生碎片。大多数碎片会逐渐落下，在进入大气层之前，它们会聚集在较低的高度上。最大的问题并非是给地球造成的风险，而是对太空使命的危害。各太空机构对这一问题的认识不断加强，并开始迫使商业组织遵守最低纲领。最终目标将是编制一套行业守则，以限制太空探测产生的碎片数量。” 　　但美国俄克拉荷马州的Lottie Williams并不同意Schildknecht的看法。他是有史以来第一位，

也是唯一一位被人造太空碎片击中的人。1997年1月22日，她在塔尔萨的公园里散步时，被一个15厘米的金属块击中肩部，这个金属块后被确认是1996年将一枚美国空军卫星发射升天的Delta II火箭的燃料箱碎片。所幸的是，Williams并没有受伤。

保持太空清洁

　　人类开发宇宙向宇宙空间发射的各种航天器，因工作寿命终止、因意外或有意爆炸产生的碎片，以及航天员扔出飞船舱外的垃圾等，从而不可避免在产生了太空垃圾。这些空间垃圾大约以每年10%的速度增加，而且体积越来越大。 　　由于空间垃圾和航天器之间的相对速度很大，一般为几千米每秒至几十千米每秒，因此，即使轻微碰撞，也会造成航天器的重大损坏。 　　现在，航天专家们已经开始研究限制空间垃圾的产生，以及消除空间垃圾的办法。如：将停止工作的卫星推进到其他轨道上去，以免同正常工作的卫星发生碰撞；用航天飞机把损坏的卫星带回到地球，以减少空间的大件垃圾。

探测和控制太空垃圾

　　自从40年前太空时代开始以后，火箭已经将2万吨重的物体送上了太空。现在太空中仍有大约1万件、4500吨物体。其中，只有5%是仍在工作的宇宙飞行器。其实这一数字是非常保守的，因为这只是指军用卫星和望远镜所能观察和跟踪到的物体。现在令太空研究者最担心的是运行在不同高度轨道上的那些不能被跟踪到的物体。在太空中与任何微小物体的碰撞都会给宇宙飞行器造成致命的破坏。 　　太空垃圾的来源很多。其中包括废弃的太空飞行器和火箭发射时的废弃物、破碎的卫星甚至核反应堆中泄漏的燃料等。美国于1958年3月份发射了第二颗卫星先锋2号，这颗卫星仅仅工作了6年的时间，但并未回收，直到现在仍在太空中游荡。太空垃圾的另一个重要来源就是发射卫星时遗留在太空中的空火箭壳。到1998年为止，在太空中已经有1500个无用的火箭盘绕在我们的头顶上。 　　人类在太空中飞行也会丢弃垃圾。1965年，美国人第一次在太空中行走时，飞行员爱德华.怀特就丢失了一只手套。现在这只手套正在离地28000千米的轨道上高速运行，随时都有可能与太空飞行器相撞。所以这只手套成为人类制造的最危险的服饰之一。关于太空垃圾这一问题直到80年代才引起人们的注意。现在大一些的太空碎片可以用监测导弹和间谍卫星的系统来进行监测。美国和前苏联的太空检测网络已经登记了1万个太空物体。每天大约有50个雷达、光学或光电感应器要对天空进行大约15万次观察。 　　但是这一监测系统却不能探测到小于10厘米的物体。直到1984年，科学家才采取取样调查的方法，对这些小物

体进行了分析。现在德国和美国的科学雷达可以探测到2毫米大小的物体。 　　尽管现在发射卫星的数量有所减少，监测技术也有所提高，但消除太空垃圾仍然是一个十分困难艰巨的课题。现在美国宇航局、国防部和能源部正在研究一项计划，在地面上用激光来去除太空中的小型垃圾。科学家提出如果人类现在不能积极地控制卫星的数量和消除太空垃圾，那么人类在天空中也会像在地球上一样缺少空间。

移动雷达

　　在日本本州岛冈山县一台远程控制雷达从4月6日起开始工作，该雷达主要作用是跟踪太空垃圾的移动。这是世界上第一台专门用来跟踪太空垃圾移动的雷达，在其他一些国家都是借助于军用雷达来记录或确定太空垃圾。 　　众所周知，成千上万卫星、火箭碎片以及其他人工物体在近地轨道上飞行，它们的飞行速度可在到7000-8000千米/秒，对现有太空飞行器的飞行安全构成严重威胁。新型雷达能测定直径为1米高度达600千米物体的位置，并能同时跟踪近十个物体。 　　新型雷达由几家私人公司在日本文部科学省资助下耗资20亿日元（约1800万美元）建成，该雷达将由位于日本大阪附近茨城的航天中心进行远距离控制。

编辑本段垃圾危害

垃圾产生

　　自上世纪50年代开始进军宇宙以来，人类已经发射了4千多次航天运载火箭。据不完全统计，太空中现有直径大于10厘米的碎片9千多个，大于1.2厘米的有数十万个，而漆片和固体推进剂尘粒等微小颗粒可能数以百万计。 　　不要小看这些太空垃圾，由于飞行速度极快（6～7公里/秒），它们都蕴藏着巨大的杀伤力，一块10克重的太空垃圾撞上卫星，相当于两辆小汽车以100公里的时速迎面相撞——卫星会在瞬间被打穿或击毁！试想，如果撞上的是载人宇宙飞船…… 　　而且人类对太空垃圾的飞行轨道无法控制，只能粗略地预测。这些垃圾就像高速公路上那些无人驾驶，随意乱开的汽车一样，你不知道它什么时候刹车，什么时候变线。它们是宇宙交通事故最大的潜在“肇事者”，对于宇航员和飞行器来说都是巨大的威胁。

雪崩效应

　　目前地球周围的宇宙空间还算开阔，太空垃圾在太空中发生碰撞的概率很小，但一旦撞上，就是毁灭性的。更令航天专家头疼的是“雪崩效应”——每一次撞击并不能让碎片互相湮灭，而是产生更多碎片，而每一个新的碎片又是一个新的碰撞危险源。如果有一天，等地球周围被这些太空垃圾挤满的时候，人类探索宇宙的道路该何去何从呢？ 　　太空垃圾是人类在进行航天活动时遗弃在太空的各种物体和碎片，它们如人造卫星一般按一定的轨道环绕地球

飞行，形成一条危险的垃圾带。太空垃圾可分为三类：一是用现代雷达能够监视和跟踪的比较大的物体，主要有种种卫星、卫星保护罩及各种部件等，这类垃圾目前已达8000多个；二是体积小的物体，如发动机等在空间爆炸时产生的，其数量估计至少有几百万；三是核动力卫星及其产生的放射性碎片，到2000年，这类卫星送到地球轨道上的碎片达3吨。 　　1957年10月4日，前苏联成功地发射了第一颗人造地球卫星，揭开了人类空间时代的序幕，同时也为太空送去了第一批垃圾。当时，宇航员完成飞行任务，把卫星的装载舱、备用舱、仪器设备及其他遗弃物都留在了卫星轨道上。此后，随着人类太空史上的一次次壮举，太空垃圾与日俱增。人类先后已将4000余颗卫星送入太空，目前仍在正常运转的仅有400余颗，其余的或坠毁于地球表面，或遗留在太空，成为太空垃圾。据统计，目前约有3000吨太空垃圾在绕地球飞奔，而其数量正以每年2%～5%的速度增加。科学家们预测：太空垃圾以此速度增加，将会导致灾难性的连锁碰撞事件发生，如此下去，到2300年，任何东西都无法进入太空轨道了。

太空垃圾事故

　　太空垃圾给航天事业的发展带来了隐患，它们成为人造卫星和轨道空间站的潜在杀手，使宇航员的安全受到严重威胁。要知道，太空垃圾是以宇宙速度运行的。一颗迎面而来的直径为0.5毫米的金属微粒，足以戳穿密封的飞行服；人们肉眼无法辨别的尘埃（如油漆细屑、涂料粉末）也能使宇航员殒命；一块仅有阿司匹林药片大的残骸可将人造卫星撞成“残废”，可将造价上亿美元的航天器送上绝路。在人类太空史上，太空垃圾造成的事故和灾难屡见不鲜。1983年，美国航天飞机“挑战者”号与一块直径0.2毫米的涂料剥离物相撞，导致舷窗被损，只好停止飞行。前苏联的“礼炮—7”号轨道站也多次被此类“尘埃”损坏。1986年，“阿丽亚娜”号火箭进入轨道之后不久便爆炸，成为564块10 厘米大小的残骸和2300块小碎片，这枚火箭的残骸使两颗日本通信卫星“命赴黄泉”！1991年9月15日，美国发射的“发现者”号航天飞机差一点与前苏联的火箭残骸相撞，当时“发现者”号与这个“不速之客”仅仅相距2.74千米，幸亏地球上的指挥系统及时发来警告信号，它才免于丧生。据计算，目前太空轨道上每个飞行物发生灾难性碰撞事件的几率为3.7%，发生非灾难性撞击事件的可能性为20%。以此计算，今后将每5～10年可能发生一次太空垃圾与航天器相撞事件，到2020年将达到2年一次。

对陆地的污染

　　太空垃圾不仅给航天事业带来巨大隐患，而且还污染了宇宙空间

，给人类带来灾难，尤其是核动力发动机脱落，会造成放射性污染。目前，美国和前苏联在空间的核反应堆中有1吨的铀—235及其他核分离物。

编辑本段安全预警

　　民用太空环境安全预警 　　　2008年10月，来自美国、欧盟、俄罗斯和中国的几百名太空安全专家曾经在意大利罗马召开了一次国际太空安全会议，其议题就是“民用太空环境安全预警”。 　　这次会议的发起人之一，世界安全基金会（Secure World Foundation，SWF）的技术顾问布莱恩·维顿（Brian Weeden）就表示，直到目前，太空环境安全的讨论还只限于军事范畴。 　　但他提醒说，太空环境安全预警不仅对于军事行为至关重要，也对于民用航天器生死攸关，因此必须在国际范围内建立一套类似于目前管理民用航空系统的太空交通管制系统，以避免日后出现的混乱。而在目前，少有企业和国家拥有独立完成和运行这样的系统的资源。 　　早在1985年，美国主要政府智囊机构阿斯平战略集团就提出，地球同步轨道上的航天器正在以每十年翻一番的速度增加，将显著增大太空行为的难度和太空事故的可能性，因此必须提高美国的太空监测和跟踪能力。 　　这在很大程度上，促成了美国太空监视网的进一步完善。目前这套网络由分布在全球的25个陆基雷达站点组成，能够发现在3万公里高空飞行的直径只有十厘米的物体，迄今他们已经对超过数万个绕地飞行的太空物体进行过跟踪调查，严密监控中的在轨目标达1.8万个。 　　不过要将全球隶属于各个国家、具备不同用途，甚至包含军事机密的人造卫星纳入到统一的太空交通管制系统，尽管技术上的障碍不难克服，政治上却存在难以逾越的鸿沟。 　　美国华盛顿防务信息中心主任特丽莎·海申斯（Theresa Hitchens）就表示，随着军事上投入的增加，也迫切需要建立一套用于非军事用途的中立的数据分享系统，以确保透明和避免摩擦。 　　目前运行中的在线卫星跟踪系统Celes Trak，可以根据美国北美太空安全司令部（NORAD）的监测数据跟踪太空中卫星的运行情况，并每周提供一份“苏格拉底报告”（SOCRATES：Satellite Orbital Conjunction Reports Assessing Threatening Encountersin Space），预测在下一周可能发生的卫星轨道交错事件。 　　不过这次的卫星相撞事件却并未被预测到，原因是俄罗斯卫星脱离了原有轨道。位于美国休斯顿约翰逊太空中心负责研究轨道残骸的专家马克·马特尼（Mark Matney）就指出，俄罗斯的卫星首先失去了控制，并脱离了原先的轨道，因此造成了此次撞星事故。 　　但他同时也警告说，如果国际社会不能尽快采取措施，“我们知道这种

相撞事故迟早会发生的。”

编辑本段应对措施

　　从法规上，主要是订立规章，规范航天发射，尽量减少太空垃圾的产生。在技术上，所提出的措施则多种多样。其中，一个要加强观测，通过天文望远镜观察太空垃圾，及时发出警报。但是，天文望远镜只能观察到10厘米以上的垃圾，小的还看不到。为此，有的科学家提出给宇宙飞行器加上有陶瓷材料和高分子材料制成的盾牌，抵挡小垃圾的撞击。另外，还有人提出，使用小卫星和离子火箭，缓慢接近垃圾，然后或是将其轨道改变或是摧毁它，以便减小威胁。 　　减少太空垃圾，归结起来是“避、禁、减、清” 　　避：就是对太空垃圾进行严密监视与跟踪，并采取有效的技术手段，使航天器及时避开太空垃圾。 　　禁：就是国际上制定有关法规，禁止在空间进行实验和部署各种武器，限制发射核动力卫星，使空间成为为人类文明服务的和平空间。 　　减：就是发射航天器的国家应采取措施，尽量减少太空垃圾的增加。 　　清：就是发展太空垃圾清除技术，有些专家提出设想，运用激光的力量，使大块垃圾首先改变运行轨道，然后将其气化。 　　火箭末级，采取转移轨道措施，使其返回大气层烧毁；对已达到预定寿命的卫星，让其获得逃逸速度，远离近地空间或转用清除装置进行清除。有些专家提出设想，运用激光的力量，使大块垃圾首先改变运行轨道，然后将其气化。 　　人类只有一个空间，随着人类对太空环保的重视，太空垃圾必将得到治理，那时人类将重新获得一个美丽而清洁的宇宙太空，宇宙遨游将美丽而浪漫。

编辑本段亟须维护

　　一开始，空间站的人们没有注意垃圾问题，专用的垃圾集装箱装满后就通过舱口丢到太空。随着时间的推移，科学家们开始关注近地球轨道的生态问题，决定不再向太空抛弃垃圾。在“和平”号空间站上，垃圾被装袋保存着，待“进步”号货运飞船到来后，将货卸下来，把垃圾装进去，于是这些垃圾就同货运飞船一起在大气层中烧掉。 据俄报载，美国“奋进”号航天飞机直至现在还将废弃品抛向太空。如此迟早有一天，人类要为自己在太空丢弃的各种垃圾承担后果。

编辑本段相关报道

飞马座事件

　　1994年，“飞马座”无人火箭爆炸，瞬间化为30万件直径超过八分之一英寸的碎片。 　　今年7月的一天，一块滚烫发红的金属块从天而降，砸穿房顶后落在英国东北部赫尔市的一对老年夫妇家中，二老起初以为是飞机上掉下的部件。英国皇家空军经过鉴定后在10月15日宣布，这可能是来自太空中的太空垃圾。而这也是皇家空军开始监测空

中降落物体5年来，首次发现太空垃圾残骸坠地。 　　“天外来客”降落阁楼 　　据英国多家媒体报道，这块金属块有5英寸（约12厘米）长、3英寸（约7厘米）宽、1.5英寸（约4厘米）厚，重4磅（约1.8公斤），为深灰色，今年7月坠落到位于英国苏格兰港市赫尔市西北一个街区的彼得·韦尔顿夫妇家的阁楼里。 　　76岁的彼得说，这玩意儿掉下来时，他正在卧室，他妻子在起居室，他们都听到了屋顶破碎的声音，上阁楼一看，发现了这个天外来物。由于物体发烫，他不得不戴上微波炉手套才将其拿下楼来。“这太令人震惊了。如果它坠落在街道上砸到人，说不定会要人命。” 老人家还表示，他们住的这套房屋是租的，房东当天已经找来工人维修屋顶被砸出的洞。

编辑本段数据调查

　　太空垃圾，是在人类探索宇宙的过程中，被有意无意地遗弃在宇宙空间的各种残骸和废物。太空垃圾的名目繁多：大的有已经“寿终正寝”，但仍在空间轨道兜圈子的卫星、空间站等航天器，被遗弃的运载火箭推进器残骸；中等有意外爆炸形成的碎片。太空垃圾的来源包括：报废的航天器及火箭残骸、爆炸产生的碎片、一些零件、宇航员的生活垃圾以及人类太空活动掉落的空间微粒等。美国在1958年发射一颗命名为先锋的卫星，成了最长尚存件的太空垃圾之一。除了进行航天任务时扔到太空的垃圾越来越多以外，已在太空的垃圾件数也会自行增多，即当脱离主体的火箭中还含有的剩余燃料在太空爆炸时，便会生成无数个碎块，形成更多的太空垃圾。调查表明，自开辟太空时代50年以来，太空垃圾大约已有2.5万块。由于其中许多物体在进入大气层时烧掉了，现在能够看到的大约有9000件。而且，一个太空飞行器若在600公里的高空飞行，它将围绕地球转25－30年，如果它位于1000公里的高度，则可飞行到4001年，如果再高，它则几乎会成为永恒的物体。到2009年1月为止，太空中这种“长寿”垃圾越来越多，清除将是极其艰难的。一般来说，这些太空垃圾在大气阻力的影响下会逐渐陨落，但是如果它的轨道很高，在1000千米以上，大气阻力很小，那它能在轨道上存留数万年甚至数百万年。而且，目前大多数太空垃圾都处于比较高的高度上。到2009年1月为止，太空垃圾空间碎片总数已经超过4000万个，总质量已达数百万千克，大于10厘米。 　　2010年7月30日据俄新网报道，俄罗斯航天署新闻处发布消息说，中国已经成为在近地宇宙空间制造太空垃圾最多的国家。俄航天署官方网站周五发表的一篇文章指出，“根据统计，40%的太空垃圾是中国制造的。美国的太空垃圾占27.5%，俄

罗斯占25.5%，其他国家占7%”。 　　而根据美国宇航局NASA负责监测太空碎片部门的官方数据，近地空间大多数的太空垃圾属于俄罗斯和独联体国家(5833颗)，其中包括1402颗卫星，4431运载火箭残骸等“垃圾”。美国排在第二，总共制造了4824个垃圾，包括1125报废卫星和3699运载火箭残骸等碎片。而中国制造的太空垃圾超过3388个(88颗废卫星和3300个其它碎片)，少于俄罗斯和美国。

怎样清理太空垃圾

日期：2008-10-31 作者：吴京卿 陈宇 来源：看世界

神舟飞船承载了中国人的太空之梦，它是一个大国通向自由空间的必经之路，但这条路太漫长艰辛，而且充满偶然性。由于太空中的垃圾越来越多，成功发射宇宙飞船成了一件更加不可预期的事情。如何清理太空垃圾已经迫在眉睫地摆在了世界各国面前。

太空肇事之罪魁祸首

“2003年近地天文学”国际会议上宣布的消息令人担洗：目前在近地轨道上的太空垃圾已经有大约30万吨。空间碎片巨大的破坏力来自于它的速度，和航天器撞击时的平均相对速度是10千米／秒，即36000千米／小时，撞击时的动能十分惊人：一颗10克质量的空间碎片撞击航天器时，撞击效果和时速百公里的汽车撞击效果一样，后果是灾难性的。2003年初在返航中解体坠毁的美国“哥伦比亚号”航天飞机出事的原因之一，可能就是被一块微

型陨石或太空垃圾击中。

历史上，类似的太空垃圾造成的“宇宙交通事故”并不少。1983年，美国航天飞机“挑战者”号与一块直径0．2毫米的涂料剥离物相撞，导致舷窗被损，只好停止飞行。苏联的“礼炮-7”号轨道站也多次被此类“尘埃”损坏。1986年，“阿丽亚娜”号火箭进入轨道之后不久便爆炸，成为564块10厘米大小的残骸和2300块小碎片，这枚火箭的残骸使两颗日本通信卫星“命赴黄泉”1 1991年9月15日，美国发射的“发现者”号航天飞机差一点与苏联的火箭残骸相撞，当时“发现者”号与这个“不速之客”仅仅相距2．74千米，幸亏地球上的指挥系统及时发来警告信号，它才免于丧生。据计算，目前太空轨道上每个飞行物发生灾难性碰撞事件的几率为3．7％，发生非灾难性撞击事件的可能性为20％。以此计算，今后将每5～10年可能发生一次太空垃圾与航天器相撞事件，到2020年将达到2年一次。太空垃圾与卫星相遇，即使不发生猛烈的碰撞，也会导致不可挽回的后果。因为卫星是根据在失重环境里工作的条件设计的，大都很娇嫩，经不起哪怕是很微弱的一击，特别是卫星的太阳电池翼板，抛物面天线面积很大，更易受到垃圾的碰撞。

太空垃圾不仅给人造卫星与

空间站造成威胁，而且影响到了人类的日常生活，它在陨落时会对地面安全构成威胁。据英国《泰晤士报》2007年报道，一架由智利飞往新西兰的民航客机，在南太平洋上空险遭太空垃圾击中。该太空垃圾是从一艘俄罗斯的废弃太空船上脱落的，该太空船原预定12小时后坠落该地区。为此莫斯科向加拿大赔款600万美元。

是谁在制造太空垃圾?

1957年10月4日，苏联成功发射第一颗人造卫星，揭开了人类太空时代的序幕，同时也为太空送去第一批垃圾。当时，宇航员完成飞行任务，把卫星的装载舱、备用舱、仪器设备及其他遗弃物都留在卫星轨道上。此后，随着人类太空史上的一次次壮举，太空垃圾与日俱增。其中包括被遗弃的宇宙飞船和失灵的卫星、脱落的火箭外壳、太空舱碰撞和对接过程中产生的金属碎片、螺帽和螺栓、丢落的工具、冻结的火箭燃料块和航天员的排泄物等。

1965年，美国第一位太空行走者怀特在他第一次进行太空行走时掉了一副备用手套。手套以时速1．75万英里在太空飞行，成为有史以来最为危险的太空生活垃圾，直至它几个月后在地球大气层化为灰烬。从那时至今，宇航员已经由于不小心而在环绕地球的太空轨道中丢下了近10万件不同的太空垃圾。俄罗斯“和平”号空间站虽为人类太空探索作出了重大贡献，但也在运行过程中产生200多包垃圾。当时宇航员的太空环保意识还没有现在这么高，将它们直接丢弃到茫茫太空。

1994年，“飞马座”无人火箭爆炸，瞬间化为30万件直径超过八分之一英寸的碎片。迄今为止，人类已向太空发射了5000多个航天器，它们当中有的已返回地面回收了，有的已坠入大气层陨灭了；有的飞离地球，一去不复返了；有的仍然在太空中继续工作。但是，大部分停止工作的卫星却仍旧在轨道上运行，依靠地球的引力很难把它们“拉”回来，就成为太空垃圾的主要来源了。从数量上说，固体火箭发动机的排气在各类碎片中所占的比例最大。即使是发动机的正常工作也能产生大量(高达1 0的20次方量级)微米级的氧化铝微粒和厘米级的残渣。尽管过去10年中固体火箭发动机在太空中的应用已呈下降趋势，但由于现代重型卫星需要使用更大(因而排气更多)的火箭发动机。所以它们每年产生的碎片总量实际上仍在增加。

最近美国的科学家发出了警告：有5500吨大大小小的空间碎片已超过4000万个太空垃圾围困着地球!我们许多人都从我国第一宇航员杨利伟在飞行中拍摄到的美丽宇宙画面中，看到了一些不停飞舞的黑色片状物，那就是太空垃圾。过去的10年中，太空垃圾的数目以每年10％的速度递

增。今后航天活动日益频繁，太空垃圾将继续增加。即便人类不再在太空增加新的垃圾，太空垃圾的数量仍会不断增加，因为太空垃圾相互碰撞后还会产生新的碎片。科学家预测，到2300年，任何航天器都无法安全进入太空轨道了。

重获洁净无瑕的太空的N种方式

只有清除轨道上的大型物体才能避免未来航天的潜在威胁。可是治理空间环境比治理地面环境要困难得多，无论技术上或经济上，目前并没有可行的方式来清除这些太空垃圾，人们似乎重复走上了与地球环境相同的“先污染，后治理”的老路。据了解，一个太空飞行器若在600千米的高空飞行，它将围绕地球转25～30年，如果它位于1000千米的高度，则可飞行到4001年，如果再高，它几乎会成为永恒的物体。如今，太空中这种“长寿”垃圾越来越多，清除将是极其艰难的。

多年来，各国科研人员一直在积极探索解决太空垃圾的问题。除了呼吁人类提高太空环保意识外，宇航专家们提出了许多对策。

“金钟罩铁布衫” 早在1947年，美国科学家惠普耳就提出了保护航天器免受高速飞行的太空垃圾袭击的方法。为了代替镶嵌在航天器表面越来越厚的保护层，惠普耳建议在保护层前安装一层防护屏，当太空垃圾与防护屏发生碰撞时，防护屏被击碎，同时太空垃圾也被撞碎变成粉末，从而解除了对航天器的威胁。2007年5月，国际空间站上的两名俄罗斯宇航员经过5个半小时的太空行走，为空间站安装金属遮蔽罩，减少太空垃圾对空间站的威胁。每个遮蔽罩重9千克，宽0．6米、长0．9米。防护屏的一个重要特点是在网状的防护屏上还涂了一层特殊材料，当太空碎片与其发生碰撞时，碰撞产生的能量使其与太空垃圾发生爆炸式的化学反应，促进了太空碎片变成粉末的过程。网状防护屏还能使与其碰撞的太空碎片横向面积增大，降低碰撞的强度。据估计，如果俄罗斯为空间站建造的设备完成防护升级，空间站被太空垃圾撞毁的风险将从9％降至5％。

“自杀卫星” 英国萨里大学的科学家们，最近就发明了“太空清道夫”卫星。它的体积只有足球那么小，重量仅为5．9千克，配备四个小型摄影机。一旦侦察到太空垃圾，它便依附在垃圾上，然后将其推到大气层。这时卫星与垃圾都会被烧毁，同归于尽。这类自杀式卫星每个造价10万英镑。一旦这项技术发展成熟，萨里大学可能会与俄罗斯方面合作，利用俄境内的宇航设施发射首批试验眭“太空清道夫”卫星。美国科学家则设计出了一个名为“空间工友”的航天器，它由12只空间“垃圾箱”组成，将在地球同步轨道上运行。当太空中的

废弃卫星或碎片飞过时，它由电脑控制的机械臂便会轻而易举地抓住目标，并放进“垃圾箱”，然后将其分割切碎，使其坠^地球大气层燃烧自毁。

“终结绳索” 据国外媒体报道，美国一家公司最近开发出了一种能够让报废卫星快速脱离近地轨道的新方法一“终结绳索”。它是一条长度为5千米的细导线，被绕成一个线圈放置在卫星内部。当卫星达到指定位置后，“终结绳索”便会自动打开。在电离层和地球磁场的共同作用下，这条绵延达5千米的导线上可产生持续的电流。如此一来，地球磁场会对其产生一种向下的拉力，进而牵动卫星逐渐下落。这一过程将一直持续到卫星重返大气层并在那里完全烧毁。据专家们测算，通过这种方法可非常简便和廉价地加快卫星从轨道上脱离的速度。还有一种与“终结绳索”类似的设备，它是在卫星上加上一个收集网，用一根5千米长的收集绳拖带。当卫星达到指定位置后，就松开收集长绳。在地球磁场作用下，网袋垂向地球一侧。在装进一定量的垃圾后，即坠人大气烧毁。这样，原来会绕地球飞行上百年的空间碎片，就能够在十几天内消除掉。

“激光扫帚” 国际空间站美国航空航天局正在试验一种“激光扫帚”，这一装置的主要功能是将可能运行在空间站轨道内的直径1至10厘米的太空垃圾扫除出轨道。“激光扫帚”锁定某个太空垃圾目标后，将发出一束激光，照射在太空垃圾背离地球的一端，使之部分升华为气体，就像喷气式飞机的原理一样，利用气体的反作用力推动剩余部分太空垃圾朝地球的方向运动，最终使其进入大气层，与大气产生强烈摩擦而燃烧，达到将它清除出国际空间站轨道的目的。

“轨道康复者” 为了给燃料用尽的卫星添加燃料或者对卫星进行维护维修，可以求助英国的“轨道康复者”和美国的“轨道快车”卫星。它们是卫星的拯救者，可使卫星的服务运转时间延长10年左右，从而变相减少了太空垃圾的产生。据统计，到2011年，80多颗在20世纪八九十年代发射的通信卫星的寿命将要结束。它们会是轨道康复者的救助对象。到2015年将有超过100颗卫星受到救助。

摘自《看世界》2008/11/上