經(jīng)過近70年的太空探索，大量報廢的人造物體碎片殘留在地球軌道，讓太空垃圾問題愈演愈烈。無論是大是小，太空垃圾都對宇航員和航天器構(gòu)成致命威脅。研究太空法律和政策的專家薩蒂亞·匹克坎納指出處理太空垃圾不僅是一個技術(shù)問題，同時也關(guān)乎國家安全。一旦清理太空垃圾的技術(shù)武器化，可能引發(fā)新一輪的冷戰(zhàn)。

作為一名研究太空法律和政策的國際關(guān)系專家，薩蒂亞·匹克坎納意識到絕大多數(shù)人認(rèn)為處理太空垃圾只是一個技術(shù)問題，并不關(guān)乎國家安全。但在他看來，僅僅將環(huán)繞地球的太空垃圾視為人類太空探索道路上的一個障礙，未免過于天真。人類的外太空活動深深植根于地緣政治。太空垃圾構(gòu)成一個可怕的挑戰(zhàn)，即垃圾清理技術(shù)武器化。

數(shù)億碎片無法追蹤

太空垃圾構(gòu)成巨大風(fēng)險。為了便于人們了解這些風(fēng)險，我們有必要解釋一下太空垃圾是什么，又是如何形成的。太空垃圾是指以往太空探索活動留下的報廢人造物體，歷史可追溯到太空時代初期。隨著時間的推移，太空垃圾的定義不斷擴大，廢棄的助推器、退役的衛(wèi)星、飛船的殘骸和碎片、螺絲刀、其它工具、螺母和螺栓、陶瓷碎片、遺失的手套，甚至油漆都在太空垃圾之列。

地球周圍充斥著2.3萬塊個頭超過5到10厘米的碎片，我們可以對其進行追蹤和編目，無法追蹤的多達數(shù)億塊。大大小小的太空碎片以驚人的速度環(huán)繞地球，威脅外太空的民間、商業(yè)和軍事任務(wù)。科幻大片《地心引力》雖然有很多硬傷，但有一個橋段是對的，那就是軌道碎片云造成巨大破壞，摧毀了設(shè)備并導(dǎo)致3名宇航員遇難。無論是大是小，太空碎片都對宇航員和航天器構(gòu)成致命威脅。

據(jù)歐洲航天局估計，截至2018年初，產(chǎn)生太空碎片的碎裂、對撞、爆炸或者其它碎裂事件共發(fā)生500起；某些事件由意外導(dǎo)致。1996年7月，美國宇航局報告了第一次已知的在軌人造物體對撞事故，肇事者是歐洲的一個助推器和法國的一艘航天器。這場事故產(chǎn)生的碎片被立即編目。類似這樣的事故能夠?qū)λ槠频脑鲩L產(chǎn)生重大影響。

2009年，正常運行的美國通訊衛(wèi)星“銥-33”在西伯利亞上空穿過時與報廢的俄羅斯衛(wèi)星“宇宙2251”相撞。這是第一起人造衛(wèi)星相撞事故。此次太空“撞車”產(chǎn)生了2300多個碎片。

自然碎裂VS故意摧毀

老舊航天服破裂也會造成太空碎片。2015年2月，國防氣象衛(wèi)星計劃的衛(wèi)星USA 109（20年前發(fā)射）因電池故障土崩瓦解。地球上的軍事雷達追蹤到爆炸產(chǎn)生的100多塊碎片，另有5萬塊超過1毫米的陶瓷碎片因尺寸不小，無法被追蹤。由于USA 109最初的軌道很高，所有這些碎片將在軌道中逗留幾十年，對其它航天器的安全構(gòu)成威脅。

2015年12月，還是因為電池故障，退役的美國氣象衛(wèi)星NOAA-16又為這個碎片云“貢獻”了136個新碎片。需要指出的是，碎片還會再度破碎。2018年2月，烏克蘭-俄羅斯Zenit-3F火箭一個廢棄的上級油箱發(fā)生碎裂。此外，碎片也可能墜落地球，不管是天然軌道衰減還是可控再入。慶幸的是，絕大多數(shù)墜地碎片最后落入海洋。

2018年10月，一顆銥衛(wèi)星的燃料罐重返地球大氣層，最后墜落加州漢福德的一個胡桃園

雖然很罕見，太空垃圾有時也會墜落陸地。隨著碎片云的規(guī)摸越來越大，商業(yè)小衛(wèi)星的發(fā)射愈發(fā)頻繁，這種風(fēng)險在近幾年不斷加大。最近，Zenit火箭部分碎片墜落秘魯。2018年10月，又有一個太空碎片墜落地面。美國軍方證實這個碎片是十幾年前發(fā)射的一顆銥衛(wèi)星的燃料罐，最后墜落加州漢福德的一個胡桃園。

故意摧毀報廢航天器的行為進一步增加了太空碎片的數(shù)量。2007年，中國利用一枚直接上升式陸基導(dǎo)彈摧毀了老化的氣象衛(wèi)星“風(fēng)云-1C”。這一事件估計產(chǎn)生3400塊碎片，衰減前可在軌道逗留數(shù)年。陰謀論者指出中國是為了測試反衛(wèi)星武器，暗示中國不斷提高空間軍事能力。

掌握“射殺”衛(wèi)星的能力以便在地球上獲得軍事優(yōu)勢，讓太空垃圾問題帶上政治和軍事色彩。那些對衛(wèi)星最為依賴的國家——尤其是美國——同時也最容易受到故意制造的太空垃圾的危害。當(dāng)前服役的1886顆衛(wèi)星中，美國占到了46%。毫無疑問，攻擊者也會蒙受損失，但他們可以用較小的代價重創(chuàng)依賴衛(wèi)星的競爭對手。這是一筆很劃算的買賣。

反太空競賽

政府或者商業(yè)反軌道碎片解決方案，無論是激光、捕網(wǎng)、繩索、磁裝置、機械臂還是共軌服務(wù)衛(wèi)星——只會進一步加劇為主導(dǎo)外太空，在暗地里進行的競賽。獵捕、移動或者拖拽太空垃圾的技術(shù)也可以用來破壞現(xiàn)役衛(wèi)星。地球軌道大約存在50萬塊人造太空垃圾，包括廢棄的衛(wèi)星、飛船零部件和耗盡燃料的火箭

對于商業(yè)太空垃圾清理技術(shù)，沒有人能夠確定背后的真正意圖。政府會加大馬力，力圖領(lǐng)先市場競爭對手。在世界秩序面臨挑戰(zhàn)之際，研發(fā)具有雙重用途的反太空垃圾技術(shù)，勢必讓人們對背后的意圖產(chǎn)生疑慮。無論是老牌還是新興太空強國，可能用商業(yè)解決方案應(yīng)對太空垃圾問題，進而掩蓋他們的軍事意圖。對太空垃圾清理技術(shù)進行的大量評估表明，例如激光或者所謂的“捕獵者”，它們可能同時帶有軍用色彩。

市場與軍方的這種結(jié)合并非陰謀論，而是事實。如果你是美國這樣的強國，在經(jīng)濟和軍事方面對衛(wèi)星依賴很大，你很容易受到軌道碎片和清理技術(shù)的侵害。無論是你的盟友還是競爭對手，都很清楚這一點。

我們可能陷入一場反太空競賽，與你的祖父輩經(jīng)歷過的太空競賽截然不同。這場新競賽反映出地緣政治的反復(fù)無?！裉爝€是朋友，明天就可能變成敵人。從美國到中國，再從日本、俄羅斯到印度，全球太空強國從提高空間態(tài)勢感知升級到提高全作戰(zhàn)空間感知。如果形勢朝著這個方向發(fā)展，與軌道碎片有關(guān)的意外或者故意制造的事故將威脅和平利用外太空的前景。

我們需要采取何種舉措，才能確保外太空對所有國家——無論是大國還是小國，都是安全可持續(xù)發(fā)展？這不是任何一個國家能夠獨立完成的使命，哪怕它是世界上最強大的國家。解決方案絕不能只涉及技術(shù)層面或者軍事層面。為了讓和平利用太空的解決方案行之有效，除了進行威懾和外交，全球太空強國、領(lǐng)導(dǎo)人和思想家還要努力提高公眾意識。

傳統(tǒng)清理方式失靈

地球軌道中的太空垃圾估計可達到1.7億塊，大的包括耗盡燃料的火箭級，小的包括油漆?？們r值7000億美元的太空基礎(chǔ)設(shè)施面臨這些垃圾的威脅。現(xiàn)在，我們只能對2.2萬塊垃圾進行追蹤。太空垃圾的移動速度可達到每小時2.7萬公里，哪怕是一個很小的碎片也會重創(chuàng)，甚至摧毀衛(wèi)星。

傳統(tǒng)的清理方式無法在太空中奏效。在零重力的太空，吸盤無法正常使用。太空的溫度極低，膠帶和膠水派不上用場。磁夾子也是如此，因為地軌中的絕大多數(shù)碎片不具有磁性。在科學(xué)家提議的太空垃圾清理方案中——例如捕叉——都需要與碎片進行強有力的交互，也可能在無意間朝著無法預(yù)測的方向拖拽碎片。太空垃圾對兩條重要軌道構(gòu)成巨大威脅，一個是低地球軌道，一個是同步軌道。導(dǎo)航衛(wèi)星、國際空間站和哈勃太空望遠(yuǎn)鏡位于低地球軌道，中國也在這條軌道執(zhí)行載人任務(wù)。通訊、氣象和偵察衛(wèi)星使用同步軌道，以便與地球的相對位置保持不變。

博科園-科學(xué)科普｜文：?薩蒂亞·匹克坎納/漫步宇宙/qqtaikong

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