一枚硬币足以击穿“天宫”，太空垃圾已成巨大风险

科技｜中国

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一枚硬币大小的“垃圾”足以击穿空间站的保护罩。

在神舟十七号载人航天发布会上，飞船任务中明确说明，除了常态化工作之外，本次飞行任务将首次进行中国空间站(天宫)舱外试验性维修作业。

其实，在空间站前期检查时就已发现，其太阳翼多次受到“微小颗粒”——也就是太空垃圾(Space Junk)的撞击，造成轻微损伤。只是这些撞击并不强，都是在设计考虑之中。

但随着我国空间站未来的升级，扩展其空间和功能，一旦遭遇大型太空垃圾撞击，后果不可想象。

国际空间站差点被撞毁

碎片在太空中以大约每秒10公里的速度移动，由于碰撞中的两个物体都移动得很快，所以相对速度会更高。即使是像油漆斑点一样小的垃圾也是致命的。

一个10厘米大小的物体——一份手抓饼大小——可以将一颗普通卫星撞成碎片；一个1厘米大小的物体——一个樱桃大小——可以击穿覆盖在国际空间站(ISS)上的防护罩。

这些不是假设。

2021年，熟睡中的国际空间站(International Space Station)宇航员被地面控制中心叫醒，关闭重要舱门，进入避难程序。

原因是，俄罗斯反卫星导弹拦截了已经报废数十年的卫星Kosmos1408。其产生超过1500块可追踪的卫星碎片，以及数十万块难以追踪的碎片。这些碎片在太空中解体，距离国际空间站只差40公里，驻站的七名宇航员躲过一劫。

自2000年，国际空间站被迫移动32次以避免过于接近这些“太空垃圾”。

凶器有可能是一双手套

太空垃圾的正式名称是轨道碎片(orbital debris)。

它可能是废弃卫星的碎片、运载卫星进入太空的火箭、导弹碎片以及宇航员意外遗留的东西。

比如：1965年宇航员埃德·怀特(Ed White)放错地方的备用手套；2005年宇航员皮尔斯·塞勒斯(Piers Sellers)丢失的一把抹刀；2007年太空行走时，宇航员苏尼塔·威廉姆斯(Sunita Williams)飘走的相机等等。

但绝大多数太空碎片像公交车一样大，它们是人类制造的航天器的“遗骸”。美国国防部有一份目录，记载了能被SSN(空间监视网络)追踪到的，直径大于10cm的太空垃圾有27000个；预估1-10cm之间的垃圾数量约为50万个；1mm-1cm超过1亿。

10cm是一个分界值，对于比么大的太空垃圾，需要做汇合和碰撞评估。“靠预警解决不了一切，因为有些太空碎片小到，飞到眼前，都来不及反应。”前国际空间站指挥官Chris Hadfield说。

它们从何而来？

前国际空间站指挥官Chris Hadfield时常会在空间站听到’砰砰’撞击声，可能是由微小尺寸的“太空垃圾”，撞击太阳能电池板产生的。｜X

轨道卫星数量增长及碰撞是太空垃圾增多的主要原因。

它们进入太空的方式和倒垃圾一样简单。截止2015年，第一颗卫星发射以来的58年内，人类总共向空间发射了7500枚有效卫星。到2023年，总数又增加了一倍多。这一增长在很大程度上是由马斯克旗下SpaceX的星链计划(Starlink)推动的。

最激烈的碰撞发生在2009年，美国通信卫星铱星33(Iridium 33)与退役的俄罗斯卫星Cosmos2251相撞，一年之内识别出来的碎片数就多达1740块——这是人造卫星间首次超高速碰撞。

这些太空垃圾多分布在近地轨道。由于地心引力和空气阻力，500公里高度以下的太空垃圾更加容易自然坠入大气层并在坠落过程中烧毁。

而在通信卫星聚集的地球静止同步轨道上，因为同时满足0度轨道倾角和3.6万公里的轨道高度，实现与地球相对静止，在此的太空垃圾一旦产生，很难“自燃消失”。

据估计，只有不到10%的碎片会自然脱轨烧毁。

现在，火箭每周发射三次以上，其中许多都是为部署卫星而发射，每一次发射都可能产生更多的垃圾。

但按美国科学家唐纳德‧K‧凯斯勒(Kessler Syndrome)于1978年提出的凯斯勒效应估计：总有一天，当地球轨道上的物体足够多时，灾难性的连锁碰撞必将无法避免。

但足够多是多少？发射卫星的科学家也不知道。

参考资料：

1.https://www.mckinsey.com/featured-insights/mckinsey-explainers/what-is-space-junk

2.https://www.nationalgeographic.com/science/article/space-junk

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