我们头顶飞翔的垃圾场，会断送人类宇宙探索时代吗？ #空间碎片

发布者：名捕铁手 2023-12-17 08:22

难以想象我们生活的地球已经被数以亿计的空间碎片包围，特别是在近地轨道区域，太空垃圾如同苍蝇一样密密麻麻挥之不去。

自从1957年人类开启太空探索以来，随着航天发射频率逐年爆炸性提高，失效的卫星、火箭体残骸、零部件碎片以及无数微小的燃料残渣等等，让地球外太空变成拥挤不堪的巨大垃圾场。

根据尺寸大小划分，大尺寸的太空垃圾总计约2600颗报废卫星，屏幕大小的约1万，拳头大小的约2万，1cm至10cm大小的总共约50万。而更小尺寸的太空垃圾总数已超越1亿颗，它们的总质量高达9000吨。

在近地轨道上，这些太空垃圾以每秒7~8公里的速度运动着，是步枪子弹的10倍。而不同轨道的太空垃圾一旦相撞，相对速度甚至高达每秒10公里。如此巨大的碰撞动能将产生一片全新的碎片云，而新碎片云又将导致更多的碰撞事件，制造出更多的空间碎片，最终连锁反应将引发级联效应，即「凯斯勒症候群」。

1983年，一片0.2mm厚的油漆碎片击中了美国的航天飞机，在其舷窗上产生了肉眼可见的弹坑，这是质量只有7g的聚碳酸酯。在地面超高速撞击试验中，它被加速到7km/s的速度撞击铝板，竟产生了自身尺寸5倍的大坑。而这是在同样的试验中，直径13mm的金属小球在13cm厚的铝板上产生的恐怖撞击坑。

可想而知，在超高速运动的太空垃圾站炼狱中，宇航员和空间站有多么危险。人造卫星和空间站不得不进行机动变轨以规避碰撞，航天器表面也要覆盖上专门的防撞击材料，就像海洋垃圾的泛滥一样。人类毫无节制的航天发射已经超越外太空自我清洁能力的极限。

科学统计数据表明，绝大部分的太空垃圾分布在750km~1000km高的近地空间范围内，自然的轨道衰减要经历几百年到上千年的时间。世界各地已兴建起激光雷达等光电观测站，想要时刻监视太空垃圾，并向在轨航天器提供碰撞预警信息。

科学家们也设想了一些主动清除太空垃圾的方法，比如发射清理卫星逐渐靠近并抓取太空垃圾，或发射蜘蛛抛网捕获它，随后一同降轨在大气中烧蚀。而这些方法只能清除个别大尺寸的空间碎片，并且目前仍是纸上谈兵，毕竟这是个极其烧钱的项目。

针对近地轨道厘米尺寸的太空垃圾，很有效的激光清除方法，通过发射高能脉冲激光术照射太空垃圾，使其表面产生等离子体喷流，以施加微小的反向作用力，从而加速太空垃圾的轨道衰减。而对于尺寸大小各异、轨道范围极广、材料性质复杂且数目众多的太空垃圾而言，这些可怜的清除方法无异于杯水车薪。

航天科技不断为人类社会带来各种便利服务的同时，也有作茧自缚的潜在危险。你认为呢？