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由于飛行器進入大氣中產(chǎn)生極高的熱量和機械負荷，會導致衛(wèi)星解體的模擬圖 （圖片來源：歐空局）

泛濫成災的太空垃圾，如今開始撞擊到了月球。

據(jù)網(wǎng)易新聞引述外媒報道，美東時間3月4日早上7點30分左右，一塊在太空中飛行了七年、重約4噸的火箭殘骸碎片，以每小時近5800英里（10944公里）的速度沖撞上月球背面。

目前暫時還不太清楚撞擊情況，撞擊坑可能要到數(shù)周乃至數(shù)月之后才會被觀察到。

《科學美國人》雜志指出，這是太空中第一起太空垃圾撞擊月球的意外案例，預計該撞擊坑直徑可能會達到20米左右。

美國宇航局（NASA）已經(jīng)表示，他們正在征召一架軌道飛行器到達事故地點，以確認撞擊現(xiàn)場的具體信息。

實際上，過去六十年來，隨著美國、俄羅斯（蘇聯(lián)）等航空航天大國不斷部署的火箭、衛(wèi)星等飛行器與載荷壽終正寢，一直將航天器撞向月球，以處理它們或研究它們形成的隕石坑，造成的太空垃圾日積月累，近地軌道上擁堵狀況嚴重。

2021年11月，韓國“阿里郎3號”衛(wèi)星險些被一塊高速飛行的太空垃圾擊中。垃圾與衛(wèi)星之間的最近距離，一度只有62米，該衛(wèi)星通過緊急上升高度才躲過一劫；而在今年2月初，馬斯克的SpaceX公司在發(fā)射過程中出現(xiàn)事故，由于遭遇了地磁風暴，發(fā)射的49顆星鏈衛(wèi)星中，有40顆衛(wèi)星墜落地球大氣層，且被燒毀。

盡管10年前已有科學家疾呼接近極限，但各國圍繞誰制造太空垃圾的爭執(zhí)還在繼續(xù)，相關的國際共識或法規(guī)仍未制定，太空垃圾的清理工作成為懸案。

有分析指出，預計到2035年，太空碎片監(jiān)控和追蹤市場規(guī)模將達到一億美元以上。

近日接受鈦媒體App獨家采訪時，商業(yè)衛(wèi)星及地面應用研發(fā)商“微納星空”創(chuàng)始人兼總經(jīng)理高恩宇表示，對于太空中航天器造成太空垃圾的在軌管理，確實是需要統(tǒng)一進行，而且這不是一個國家的事情，更多是全人類的事情。

不過高恩宇也指出，目前并不存在太空資源已經(jīng)擁擠到像地面停車這種需求，太空中的相互碰撞是一種非常低的概率事件。NASA科學家曾表示，太空中的相互碰撞幾率已低至1000萬分之幾左右.

太空飛行器入軌圖，白色就是實際在軌管理的衛(wèi)星、火箭產(chǎn)品（來源：NASA）

總量超8400噸，太空垃圾會造成什么影響？

首先要明確的是，太空垃圾主要指廢棄的衛(wèi)星殘骸和其他沒有徹底焚燒的金屬碎片。

隨著航天器退役、自然解體或意外碰撞，這些無法被各國使用的人造廢棄物及其衍生物開始降落到低軌，環(huán)繞地球飛行，卻毫無用處，于是被統(tǒng)稱為“太空垃圾”。

據(jù)估算，目前有大約90萬片大小、介于指甲蓋到保齡球的太空碎片。而它們主要集中在500千米至800千米高度的軌道上，這里也是現(xiàn)役衛(wèi)星運行所處軌道。

根據(jù)美國宇航局（NASA）以及美國空間監(jiān)視網(wǎng) (SSN) 數(shù)據(jù)顯示，從人類踏入太空至今，已經(jīng)產(chǎn)生了超過2.7萬塊、總重量超過8400噸的太空殘骸碎片或“太空垃圾”。其中大部分垃圾來自散落的火箭零件。

實際上，太空垃圾并非自古以來就存在，至少在1957年之前，太空是很“寂靜”的。

不過隨著經(jīng)濟、國防、科研的需求，人類開始不斷開發(fā)空間資源，形形色色的航天器來到了外空間，除了地外探索，如火星、月球探測等，大多數(shù)衛(wèi)星都集中在地球周圍，而航空器就不可避免地產(chǎn)生大量碎片。有媒體統(tǒng)計過，這些“太空垃圾”前五大來源國分別是俄羅斯、美國、中國、法國和印度。

它們以接近3萬公里的時速運行，對衛(wèi)星、火箭、空間站構成一定威脅，平均每年就會有一顆衛(wèi)星被太空碎片擊毀。而太空碎片相撞并引發(fā)連串撞擊，直至將所有航天器損毀，會導致衛(wèi)星運行軌道整體污染，即“凱斯勒現(xiàn)象效應”。

雖然今天是第一起太空垃圾與月球相撞事件，但這并不是第一次人造物體在月球墜毀。

早在1985年，蘇聯(lián)（俄羅斯）就用導彈撞毀了美國在1979年發(fā)射的一枚觀測衛(wèi)星，該反衛(wèi)星武器直接威脅到了處于美蘇冷戰(zhàn)中的美國。

到了1996年，一顆法國衛(wèi)星被十年前爆炸的法國火箭碎片擊中并損壞，隨后碎片在月球中墜毀。

2007年，太空碎片數(shù)量激增，中國在一次試驗中擊毀了1999年發(fā)射的“風云-1C”氣象衛(wèi)星。

兩年之后的2009年，美國“銥33”通信衛(wèi)星與俄羅斯報廢的“宇宙2251”衛(wèi)星發(fā)生碰撞，增加了2300多塊可追蹤的大型碎片和更多較小的碎片。這兩次事件都在很長一段時間內產(chǎn)生持續(xù)性的后果。

如今這次火箭碎片與月球意外相撞事件，是由美國卡塔琳娜巡天望遠鏡發(fā)現(xiàn)的，隨后被命名為WE0913A。

但WE0913A并不像小行星那樣圍繞太陽運行，而是繞地球運行，為此美國天文學家比爾·格雷 (Bill Gray) 懷疑其是人造物體，并于2015年3月首次預測該物體將與月球相撞。

動畫顯示了火箭運動撞擊軌跡。綠色路線是撞擊月球的模擬動作，白色路線是撞擊前繞地球的運動狀態(tài)（來源：WSJ）

由于其撞擊到月球背面，因此科學家無法在一段時間內觀測到撞擊坑，直到環(huán)繞月球運行的衛(wèi)星運行到合適的軌道才能觀察到相關情況，以此幫助他們更好地了解月球地表下的科學現(xiàn)象以及撞擊影響。而月球上布滿了自然形成的撞擊坑，估計數(shù)量超過10萬個。

不過目前，大家對這次撞擊月球的火箭殘骸信息有所爭議。此前比爾·格雷指出，火箭殘骸可能來源于馬斯克的SpaceX于2015年發(fā)射的一枚獵鷹火箭，但也有分析認為是來自中國的飛行器。這一爭議結論則需要飛行器發(fā)現(xiàn)撞擊現(xiàn)場才能確定。

值得一提的是，美國哈佛-史密松天體物理學中心科學家喬納森·麥克道爾威爾（Jonathan McDowell）就指出，“太空垃圾”數(shù)量與風險正不斷增加。

他發(fā)現(xiàn)SpaceX發(fā)射上天的800多顆星鏈衛(wèi)星中，大約有3%因故障而失效，造成的太空垃圾，即產(chǎn)生的“死”衛(wèi)星最終可能會達到1200多顆。

解決手段：追蹤監(jiān)測、清除垃圾

面對太空垃圾，各國都在積極行動，從規(guī)避，到預防和防護監(jiān)測，再到清除。

目前，人類解決太空垃圾問題最有效的解決手段主要包括追蹤監(jiān)測、清除垃圾兩種。

其中，追蹤太空碎片的傳統(tǒng)方式包括雷達和光學儀器。

2014年8月，美國提出“太空籬笆”項目計劃，讓軍工巨頭洛克希德·馬丁公司和澳大利亞光電技術公司EOS簽約，合作追蹤太空碎片，用關穴和激光技術搜尋、跟蹤并識別太空殘骸，合作內容包括在澳大利亞新建追蹤站，使用雷達來跟蹤大約20萬件太空垃圾。

2017年12月，科學家研發(fā)出一種太空追蹤設備，在國際空間站實驗艙外連接了一個工具箱大小的碎片感應器，隨空間站圍地球軌道運行，探測毫米級碎片，以及碎片撞擊所有物質的數(shù)據(jù)，辨別撞擊物是太空隕石還是人造垃圾。

太空大國俄羅斯則與巴西簽署設置新的太空碎片追蹤望遠鏡協(xié)議，包括設立或運營地面感應器系統(tǒng)和太空望遠鏡網(wǎng)絡等，用來追蹤太空碎片相關數(shù)據(jù)。

另一方面，由于太空垃圾數(shù)量巨大，造成追蹤難度越來越高，目前各國正在測試多種清除太空垃圾的方法，包括發(fā)射捕捉太空垃圾的“魚叉捕捉器”、磁鐵和大網(wǎng)等。

2016年，日本發(fā)射“鸛”號貨運飛船，為國際空間站運送給養(yǎng)的同時，測試清除太空垃圾技術。

該飛船在太空飛行途中釋放出一條金屬導索，使其吸附到太空垃圾的表面，通過金屬導索向其放電，利用物體在磁場中通電后會發(fā)生運動的原理，讓其減速。在低于圍繞地球旋轉所需的速度后，墜入大氣層，與大氣層摩擦燒毀。

2018年6月，歐洲發(fā)射了一枚衛(wèi)星，測試太空垃圾清理回收的可能性。測試的關鍵技術包括：視覺導航系統(tǒng)、捕捉碎片的網(wǎng)和叉、迫使碎片減速后脫離軌道墜入大氣層的裝置。

其中“太空魚叉”可以擊碎較大的太空垃圾，尺寸與鋼筆相仿，垃圾則直接通過搜集網(wǎng)和脫軌裝置進入大氣層自行焚毀。

2019年，歐洲航天局宣布，委托一家名為ClearSpace公司，計劃在2025年開展人類第一個太空垃圾清理任務， 由清理衛(wèi)星ClearSpace 1執(zhí)行任務。通過環(huán)繞地球運行的衛(wèi)星，耐心織網(wǎng)，慢慢接近垃圾，然后俘獲它們，再開啟返回推進器，將攜帶太空垃圾返程，而返程過程中這些垃圾會在大氣層焚毀，一起墜回地球。

高恩宇對鈦媒體App表示，目前全球清理太空垃圾的行動是有一定效果的。中國研發(fā)的衛(wèi)星產(chǎn)品是可以保證其在目標軌道上持續(xù)正常運行，而在末期會自動隕落，進入大氣再燒毀，從而減少“太空垃圾”風險。

“（我們衛(wèi)星）進入軌道的方式，和SpaceX的星鏈是不同的。星鏈是火箭先把衛(wèi)星送入200~300公里的軌道，之后衛(wèi)星要自己再爬升300公里左右，進入500~600公里目標軌道。而中國發(fā)射的火箭，是把衛(wèi)星直接送入500多公里的目標軌道，是不需要飛行自己變軌的，所以就不存在衛(wèi)星變軌可能會發(fā)生故障，從而停留在過度軌道當中?！备叨饔顚︹伱襟wApp表示，星鏈造成的太空垃圾更多是變軌、制造過程中未達最高水準所造成的。

在他看來，盡管衛(wèi)星是有壽命的，但中國的衛(wèi)星會搭載著電推進的變軌裝置，在末期自動隕落、墜入大氣，是不會產(chǎn)生影響空間站運行的太空垃圾的。

不過高恩宇也強調，隨著深空的正?；?，“太空垃圾”必須要進行治理。

“由中國發(fā)射的衛(wèi)星，無論是體制內的還是體制外的，大家都有義務要對空間碎片減緩，做出自己的努力?！彼f。

（本文首發(fā)鈦媒體App，作者｜林志佳）

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