互动科普

太空垃圾成灾

空间站的一些声响重新引起人们对于轨道碎片的忧虑。

Phil Scott

2003年11月，在国际空间站内的俄罗斯宇航员Alexander Ka]eri曾听到巨大的哐当响声。Ka]eri认为这响声不像是发自设备故障，而是似乎来自密封舱外边。在2004年4月，国际空间站的机组人员也报告听到类似的哐当声。美国航空航天局无法肯定这些声响是否真的是由于太空垃圾撞击空间站，然而这些声响重新引发了人们对于轨道碎片威胁的关注，因为这些碎片能够像飞弹般打中空间站。

太空垃圾可以追溯到空间时代的开始时期。最老的已知厚碎片是先锋一号，它是由美国在1958年3月17日发射上天的。46年后的今天，已知宽度在10厘米以上的轨道物体已增加到近11000件，而其中可操控的卫星仅有几百个，这是根据位于科罗拉多州Cheyenn山负责监视太空垃圾的美国空间指挥部做出的统计。在最低轨道高度飞行的物体其速度大约在每秒7~8千米左右，以此速度飞行的空间碎片只要宽度有几毫米就会造成很大的冲击力，就像一个以公路上汽车速度运动的保龄球的冲击力一样。

为采取行动预防太空垃圾的撞击，美国航空航天局的工程师们在1996年探索一种方法，即利用地基激光器发射激光，使太空垃圾偏离开某个空间飞行器的路径，激光束会融化掉太空垃圾表面的部分物质，因而产生少许推力，使空间碎片的运动离开飞行器的轨道。美国航空航天局甚至设想在国际空间站上安装一台激光器，朝空间碎片开火射击，就像是老的电视游戏“小行星”描述的情景一般。位于休斯顿的美国空间中心下属空间防御轨道碎片工程办事处主任NicholasJohnson评论道：“没有人对此严肃认真地考虑过，因为那是设计用于地面的一台很大的激光器；加之在国际空间站上它要耗用大量能量才能运行，而那远远超过了空间站所能产生的电力。”该设计就所发觉的太空垃圾的危险水平而言，也是耗费太大了。

工程师们为国际空间站设计了一套被动系统，那就是屏蔽。Johnson说：“国际空间站差不多由数百块特制的防护盾牌”。每块盾牌都是由外层铝盾和内层奈克泰及凯夫拉防弹织物盾构成的，织物盾夹在铝盾及空间站舱体之间。10厘米厚的防护盾能挡住直径1厘米，以每秒10千米速度运动的物体冲击。

国际空间站还能够躲闪开较大的太空碎块。空间指挥部能够辨别出在72小时内可能最接近空间站的物体。如果某个东西被认为具有明显的危险性，休斯顿的飞行控制中心以及与之协作的莫斯科对应机构将会操纵空间站改变轨道一两千米，使之恰好足以减少碎片碰撞的概率。平均而言，飞行控制人员每年改变空间站轨道一次。

2003年，空间指挥部在它的多部地面大线中的一部增添了一套高频常达单元，使它能跟踪尺寸在5~10厘米之间的太空物体，这部雷达迄今已新找到了2000块空间碎片。空间指挥部的整个系统可望在儿年内将所有探测设备更新升级。然而更为细小的太空物体仍然具有意想不到的危险，Johnson指出，“一些小至1毫米的颗粒能够对航天飞机造成危险的损坏。”这些小颗粒对于正在太空行走的卞航员将会造成致命的危害。只要卫星一进入太空，空间垃圾就永远对其造成威胁。

[林景新/译赵庚新/校]