【文匯網訊】據南方日報報道，「天上不會掉餡餅」，但可能會掉下衛星碎片，還有可能會砸中你。最近，關於失控航天器襲擊地球的兩則新聞再次引發了公眾對於太空垃圾的關注。
北京時間9月24日中午12時，美國已經報廢的「高層大氣研究衛星」(UARS)失控返回地球，上演了「衛星撞地球」的驚險一幕。失控報廢衛星的未燒燬碎片24日返回大氣層，墜落在在南半球的廣袤海洋。隨後，美國宇航局確認這些碎片共有26塊。
一波未平一波又起，德國一座重約3噸的太空望遠鏡失去控制，正高速衝向地球。德國宇航中心稱，「落到地球上的碎片可能包括鋒利的零件。」
英國南安普頓大學空間碎片專家休·劉易斯日前介紹說，近兩年中可能出現報廢衛星「扎堆回家」的高潮。這些重返地球懷抱的「孩子們」，讓地球人很頭疼。專家警告說，未來來自太空的人造碎片將會更頻繁地墜落地球，太空垃圾「肇事」可能成為家常便飯。
太空垃圾數量
已達臨界點
在廣袤的太空，地球外圍已經形成了幾重碎屑層，將地球包裹著。
歐洲航天局(ESA)近期公佈了近地軌道區域的太空垃圾合成圖片。從圖中可以看到，地球宛如被蜂群圍得密不透風的蜂巢。這張圖上的太空垃圾是從1957年10月4日到2008年1月1日期間，世界各國發射的大約4600枚火箭所攜帶的6000顆衛星產生的。
「2000千米以下的近地軌道、2萬千米高度的中軌道和3.6萬千米高度的地球同步軌道是空間碎片的密集區域。」中國空間技術研究院副院長、空間碎片行動計劃首席專家李明介紹。
根據NASA官網的統計，目前有2萬多塊直徑在10厘米或更大的碎片正環繞地球。它們的速度達到每小時17500英里，這足以使碎片撞毀一顆人造衛星或者一艘宇宙飛船。
2011年上半年，NASA的科學家就警告說太空垃圾的「臨界引爆點」正在來臨。NASA警告稱，即使不再發射航天器，到2055年，由碰撞所產生的新碎片數量也將超過落回地球和燃燒掉的碎片總數。
今年的9月1日美國全國研究委員會也公佈報告稱，地球上空的太空垃圾數量「抵達臨界點，已經到了會不停撞來撞去的地步，結果又製造更多的垃圾，推高宇宙飛船任務失敗的風險」。
報告稱，美國戰略司令部下屬的空間監視網2006年監測到9949個軌道碎片，2011年，這一數字已上升到16094個。這些軌道碎片的直徑均大於10厘米。
想像一下，沿著空間站和數百顆衛星軌跡旅行的是高速運轉的16000多塊碎片，其中的任何一個都可能對處於軌道上的人類和航天器構成威脅。這無異於是太空探索的噩夢。
多國加強監視
「超速太空幽靈」
這些一刻不停在高速奔跑的垃圾，塞滿了地球軌道，讓人類的探索太空之旅變得越來險象環生。美國航天局軌道碎片項目辦公室前主任唐納德·凱斯勒表示：「當前的太空環境對航天器和宇航員越來越危險。」
太空垃圾既包括已「壽終正寢」的各類衛星、被遺棄的運載火箭推進器殘骸等，也有航天器意外爆炸或者碰撞形成的碎片。自50多年前前蘇聯發射人類第一顆人造衛星斯普特尼克1號以來，全世界各國一共執行了超過6000次發射任務，產生了大量的太空垃圾。這些垃圾卻極難處理。除了部分墜入大氣層燒燬外，還有大部分垃圾留在近地軌道和同步軌道高速飄蕩，成為隨時可能引發事故的太空幽靈。
目前在軌時間最長的太空垃圾是美國在1958年發射的一顆命名為先鋒的衛星，成為了太空垃圾的「元老」。空間碎片如槍林彈雨。在近地軌道與地球同步軌道上，無數碎片像霰彈一樣射向正在服役的航天器，防不勝防，幾毫米大小就能損壞航天器外殼;直徑1厘米的碎片碰撞衛星時釋放的能量相當於一顆手榴彈爆炸;幾厘米、十幾厘米直徑的碎片就可以改變航天器的運行軌道。
太空碎片不僅威脅航天員的安全撞毀宇宙飛船，還會影響對太空的觀察。太空碎片撞到太空望遠鏡，將使鏡體遭到損壞。著名的「哈勃」望遠鏡就是在這些小碎片的襲擊下傷痕纍纍，外表遍佈凹坑和劃痕，還有數百個深洞。
NASA將碰撞風險根據大小的威脅分為三大類。對於10厘米以及更大的碎片，監控系統可以跟蹤它們，聯合評估和避碰演習能夠有效減少碰撞，NASA將這類太空碎片精確記錄在案。
「太小的碎片則難以跟蹤觀測，而太大的碎片則難以避開。」NASA一篇分析文章指出。研究太空垃圾的美國國家航空和宇宙航行局首席科學家為尼古拉斯·約翰遜表示：「最大的風險來自小到不可跟蹤的碎片。」
為使正在服役的航天器免於被襲擊，美國、俄羅斯、歐洲、中國、日本等空間監視網都加強了監視它們的行蹤。
我國空間碎片
監測系統待建
中國空間技術研究院副院長、空間碎片行動計劃首席專家李明透露，我國自2000年起啟動了「空間碎片行動計劃」，目前國內已確定了以數據庫為載體的「空間碎片探測預警工程」、以防護設計專家系統為載體的「空間碎片防護工程」和以空間碎片減緩設計標準為載體的「空間環境保護工程」的三大主題工程。
李明表示，目前，中國空間碎片撞擊風險評估研究已處於國際先進水平，自主開發的空間碎片防護設計系統不僅具有風險評估的功能，而且在防護結構優化方面居於領先，並逐漸拓展至佈局優化領域，已用於中國載人航天器防護結構設計。
「在相關研究的基礎上，中國建立了空間碎片監測網，形成了對空間碎片的常規預警機制。」李明介紹，2007年10月，空間碎片監測網成功為嫦娥一號安全飛行提供了空間碎片碰撞預警服務，累計跟蹤觀測了1551個碎片;2008年3月，成功為神舟七號安全飛行提供了空間碎片碰撞預警服務，完成了相關碎片篩選、監測與軌道測定。
李明介紹，我國還對鑫諾二號衛星和壽命末期的風雲二號B、風雲二號A衛星進行了離軌處置，開創了中國地球靜止軌道衛星任務後離軌處置操作的先河，得到國際「機構間空間碎片協調委員會」各成員國的高度評價。
但目前，我國研究，主要參考的是北美防空司令部(NORAD)定期公佈的兩行軌道(TLE)數據。為此，國家天文台空間碎片研究和應用中心在一篇報告中提出，「為擺脫依賴國外軌道數據的窘境，還是應該抓緊建立自己的空間碎片監測系統。」
各國採取行動
清掃太空垃圾
隨著報廢衛星數量的逐漸增多，軌道碎片數量以每年2%的速度遞增。太空適合航天器安全工作的空間越來越有限，這麼下去，到2300年，地球將被嚴密包圍，任何東西都別想進入太空軌道了。怎樣對付這些遊蕩在太空的幽靈?各國科研人員可謂使盡了渾身解數。
機構間空間碎片協調小組制定了《空間碎片減緩指南》，指出了減少空間碎片的三種方法：對航天器和火箭採取鈍化措施，減緩碎片的產生;設立「垃圾軌道」，騰出有價值的軌道空間，減少空間碎片對航天器的危害。清除碎片是減少空間碎片的根本方法，但經濟上難以實施。
歐洲空間局委託德國不倫瑞克技術大學開發了一種模擬程序，用統計學的分析給出了碎片可能碰撞的速度、大小和方向。當不可避免的軌道碎片與防護屏發生碰撞時，防護屏被擊碎，同時太空垃圾也被撞碎變成粉末，從而減弱對航天器的威脅。
俄羅斯國家航空系統科研所更進一步，把航天器防護屏幕做成了網狀，並在防護屏外塗了一層特殊材料。當碎片與其發生碰撞時，碰撞產生的能量能與太空垃圾發生爆炸式的化學反應，促進碎片變成粉末。
這些技術只是盡量減少太空垃圾的危害，最徹底的辦法是將太空垃圾全部回收。國外正設計專門清理各種「太空垃圾」的「太空清潔車」，它是一種特殊飛船，在飛船外裝有一個網狀或機器觸角狀的特殊設備，可以捕獲太空垃圾而保證自身不受傷害。
據國外媒體報道，2011年1月9日報道，NASA已經開始一項名為「有效碎片清除」的長期項目，該項目將致力於從高地球軌道清除太空中的大型軌道垃圾。
目前，各航天大國都已經認識到空間碎片是一項既涉及世界各國的利益，也是需要世界各國聯合行動才能解決的問題。
十大「太空肇事案」
1太空實驗室垂直落下
1979年7月11日，重77噸的美國空間站太空實驗室因意外事故停止服役。大塊的殘骸像雨點般落在了印度洋東南部至居民稀少的澳大利亞西部之間。
2最重的太空垃圾
俄羅斯「和平」號空間站服役15年後於2001年3月23日墜入地球大氣層。重達286600磅的空間站是迄今為止地球軌道中最重的物體，有1500個殘骸碎片落在地球表面。
3音速墜落
經過為期9年51658次地球軌道飛行，2000年6月4日，康卜吞伽瑪射線觀測器由於陀螺儀故障，故意安排脫離運行軌道，它的太陽能板和天線首先脫離，其他的部件很可能在高速穿越大氣層時被融化。
4「哥倫比亞」號航天飛機殘骸
2003年2月1日，美國宇航局「哥倫比亞」號航天飛機返回地球時出現故障，導致機身爆炸碎裂，7名宇航員身亡。航天飛機數以千計的殘骸散落在美國2.8萬平方英里上。
5太空飛船部件墜落
1966年3月，巴西裡約內格羅發現了太空飛船殘骸，這些金屬部件經鑒別是來自土星發展測試衛星(SA-5)的一級推進器，該太空飛船是於1964年發射的，1966年4月30日從外太空進入地球大氣層。
6沙漠墜落物
2001年1月21日，德爾塔2型火箭第三級火箭PAM-D從外太空進入地球大氣層最終墜落在中東地區，154磅重的鈦質發動機外殼墜落在沙特阿拉伯，而其他的鈦質壓力箱墜落在德克薩斯州，主推進罐墜落在德克薩斯州喬治敦附近。
7有害物質墜落
前蘇聯海軍機密級宇宙954人造衛星，發射於1977年9月18日，在太空盤旋失控，間諜雷達天線與衛星上的核反應堆發生撞擊，使得1978年1月24日，最終衛星的殘骸落在了加拿大北極圈的冰凍地帶上。
8神秘太空球
上世紀60年代，澳大利亞出現多起神秘事件，一些人猜測當時發現的神秘外太空球體可能與UFO事件有關。據稱，在澳大利亞西部梅克諾卡地區發現了一個鈦質金屬球，之後這個金屬球體被證實只是雙子座4號太空飛船的飲水箱。
9火箭殘骸擊中人
1997年1月，美國俄克拉荷馬州特利地區一位女子被一個輕重量燒焦織物材料擊中頭部，慶幸的是並未受傷。之後該太空垃圾經鑒別之後是來自德爾塔2型火箭的殘骸。
10USA-193間諜衛星
2008年2月20日，美國海軍攔截擊落了美國USA-193間諜衛星，據許多業餘天文學愛好者稱，該間諜衛星殘骸落在了美國和加拿大的西北部。
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