太空垃圾堆叠污染未来家园，马斯克的星链计划需要暂停了

　　国际空间站的机械臂（左图）早前被太空垃圾凿出一个小洞（右图），工作人员在例行检查时发现这个问题。
　　太空日益成为各国政府与企业家竞相寻求征服的战场，但也因此变得越来越像一个＂垃圾场＂，轨道碎片急剧增加，对航天活动和人类开发太空的计划构成严重威胁。若不及早制定对策，太空垃圾恐怕会成为继气候变化后，人类面对的下一个超棘手的问题。
　　移居太空是人类长久以来的梦想，英国天文学家因佩（Chris Impey）今年5月撰文预测，这个梦想可能再过约30年就能初步实现，而第一个＂太空宝宝＂有望在2040年左右诞生。不过，定居太空到目前八字都还没一撇，人们就已开始污染未来的家园。
　　自上世纪50年代太空时代开启以来，人类已将成千上万的火箭和卫星送上太空。凡走过必留下痕迹，人们当然也在太空留下大大小小的轨道碎片（orbital debris），即俗称的太空垃圾。太空垃圾小至航天器的油漆碎片、螺栓、残骸等物件，大至整个废弃或失效的卫星。
　　据欧洲航天局的资料，地球轨道上约有3万6500件宽度超过10公分的碎片、100万件1公分至10公分的轨道碎片，以及3.3亿件1毫米至1公分的碎片。由于太空碎片以每小时2万8000公里的轨道速度运行，比在地球上发射出的子弹还要快10倍，即使小碎片也可能造成大破坏。 太空垃圾对近地轨道 众多卫星和国际空间站威胁最大
　　高度较低的太空垃圾通常会在大气阻力影响下逐渐陨落，重返大气层烧毁，但这个过程可能耗时多年，较高的太空碎片还可能滞留一个世纪以上。
　　目前，太空垃圾对近地轨道（Low Earth Orbit，距离地面2000公里及以下的轨道）的众多卫星和国际空间站的威胁最大。自1999年以来，国际空间站已为躲避太空垃圾采取了约30次规避行动，其中三次发生在2020年。今年5月的一次例行检查发现，国际空间站的一条机械臂被太空垃圾砸出一个5毫米小洞。本周二，美国国家航空航天局（NASA）因收到＂碎片通知＂，临时取消当天的太空行走任务。 每年约有100公吨太空垃圾坠落地球表面
　　太空垃圾也可能对地面财产和人员构成威胁。据估计，每年约有100公吨的太空垃圾坠落地球表面，当中多数落入海中。1997年，美国一名妇女在散步时，发现有东西掉落在她的肩膀上，后来证实这是一年前发射的一个火箭碎片。
　　尽管至今还没有人因从天而降的太空垃圾而伤亡，但太空碎片碰撞卫星，可能影响导航、安全、银行等关键系统以及互联网和通信服务。对现代人来说，＂断网＂或许就堪称灾难了。
　　马萨诸塞大学洛厄尔分校物理学教授查克拉巴蒂（Supriya Chakrabarti）指出，20世纪下半叶，人类每年仅发射60颗至100颗卫星。这个数字自2010年代急剧上升，2020年升空卫星约有1300颗，首次突破1000大关，而今年以来发射的卫星数量已超过去年全年。
　　据忧思科学家联盟（UCS）数据，截至今年9月1日，太空约有4550个活跃卫星，当中55%是在过去两年发射的，而近地轨道上的卫星最多。随着科技进步，发射成本大幅降低，SpaceX、OneWeb等私人企业都制定了雄心勃勃的卫星互联网建设计划，要为太空再添数以万计的卫星。
　　卫星越来越多，使得近地轨道日益拥挤。长此下去，所谓的＂凯斯勒现象＂（Kessler Syndrome）恐怕会实现。这个理论由美国科学家凯斯勒（Donald J.Kessler）于1978年提出。根据这个理论，一块碎片击中卫星后会产生更多碎片，这些新碎片又会增加发生更多碰撞的风险。一旦碎片密度达到某个临界点，碰撞将变得不可避免，从而引发碎片不断增加的连锁反应，导致近地轨道变成一个危险的垃圾场。
　　幸好目前太空垃圾和卫星碰撞的事件仍属罕见，多数太空科学家认为，即便凯斯勒现象成真，也不会是在这几十年内。
　　不过，欧洲航天局太空安全项目负责人克拉格（Holger Krag）警告，随着太空碎片继续增加，数十年后，太空部分区域可能变得无法使用。 尝试制定太空垃圾法规 谈判因地缘政治破局
　　上月中，俄罗斯在一次反卫星导弹试验中，将一颗废弃间谍卫星炸毁，过程中制造的＂垃圾云＂迫使国际空间站的宇航员紧急躲入太空舱。美国谴责俄罗斯此举危险和不负责任。
　　美国当局说，此次试验产生了1500多块可追踪的轨道碎片和数十万块更小的碎片，对所有国家在太空的安全和利益造成威胁。据哈佛—史密森纳天体物理中心的天体物理学家麦克道尔（Jonathan McDowell）估计，这起事件导致太空碎片增加至少10%。
　　这类大型太空污染事件不是第一次发生。2009年，美国一颗商业卫星与一颗废弃的俄罗斯卫星相撞，制造出近2000块至少宽10公分的碎片。
　　俄罗斯炸毁卫星，再度引起人们对太空垃圾的关注，但和人类对气候暖化危机反应迟缓一样，预料这还不足以催逼出所需的行动。
　　纽约州立大学布法罗分校的机械与航空航天工程教授克拉西迪斯（John L.Crasidis）说：＂我们要怎样才会认真看待这个问题？不幸的是，和所有问题一样，这可能需要一场人类灾难吧？＂
　　即使各国有解决问题的意愿，它们却面对技术、资金和政治等多方面的挑战。世界经济论坛航天业负责人赫里斯托夫（Nikolai Khlystov）指出，应对太空垃圾问题首先要做的是清除最拥挤的轨道，移除最大与最不稳定的碎片，这需要非常先进的设备，而目前已有多家公司在开发相关技术；更大的困难在于融资和国际合作。
　　根据1967年生效的《外层空间条约》（Outer Space Treaty），太空是人类共有的资源，各国都有和平探索和利用太空资源的平等权利。不过，国际社会至今还未针对治理太空环境制定法规，只有不具约束力的指导原则，追踪和确定太空碎片的归属仍是一件难事。 碎片不是单纯垃圾是国家政府财产 涉及各种法律问题
　　国际社会曾多次尝试就制定太空垃圾相关法规达成共识，但谈判往往因地缘政治而破局。
　　科罗拉多大学博尔德分校航空航天工程教授肖布（Hanspeter Schaub）指出，清理太空碎片的一个难处在于，这些碎片不是单纯的垃圾，还是某个实体或国家政府的财产。＂一旦你碰触这些碎片，就会引发各种法律问题……所有这些都必须解决，实际上相当复杂。＂
　　此外，任何能够清除太空碎片的技术，也可能成为反卫星武器。这是一个大问题，必须通过外交和谈判，取得国际社会的信任。
　　上月初，联合国大会负责裁军和国际安全事务的第一委员会通过英国提出的一项建议，由联合国设立小组来制定规范太空行为的国际规则，以防止可能导致战争的误解发生。这项提案获得包括美国等多国的广泛支持，并有望在本月获得联合国大会全体通过，是40多年来在制定太空规则方面取得的最大进展。
　　根据这项提案，联合国小组将在2022年和2023年，每年在日内瓦举行两次会议，以寻求对新规则达成共识，并确定须进一步探讨的领域。专家预计，有关规则将以规范可能导致局势升温或制造碎片的活动为重点。 专家：对待太空态度须改变
　　卫星数据网站的太空碎片专家凯尔索（T.S.Kelso）强调，太空垃圾是世界共同制造出来的问题，＂与其他环境议题一样，解决这个问题需要我们所有人齐心协力＂。
　　一个最简单的做法，就是改变对待太空的态度。凯尔索说：＂我们应该只进行必要的发射，并努力确保一旦任务结束，所有发射痕迹都要清除干净。随着发射率迅速上升，现在比以往任何时候都需要这种文化变革。预防地球轨道受污染，比日后才来补救要容易和便宜许多。＂ 日科学家拟于2023年制造全球首个＂木卫星＂
　　为避免制造更多太空垃圾，日本京都大学的科学家正与建筑企业合作，要在2023年制造出全球首个＂木卫星＂。研究团队认为，木制卫星的易燃质地，能让它在避免产生碎片与释放有害物质的情况下，在大气中安全烧毁。
　　除了避免当＂垃圾虫＂，也应积极充当＂清道夫＂。目前世界多个机构和企业都在寻求清理太空垃圾的方案。
　　2018年，英国研发的RemoveDEBRIS装置升空展开测试，这个装置配备的＂鱼叉＂可以击碎较大的太空垃圾，击碎后的垃圾会被网住，由脱轨装置带入大气层自然焚毁。
　　欧洲航天局去年同瑞士公司ClearSpace签署合约，委托该公司清除一块废弃火箭碎片。ClearSpace计划于2025年发射一个特殊卫星来捕捉这个碎片，并将碎片带离轨道烧毁。
　　今年4月，日本公司Astroscale发射了全球首个用于清理太空垃圾的卫星，以测试收集近地轨道碎片的技术。澳大利亚公司Neumann Space则与Astroscale和另两家公司合作，要将收集到的太空垃圾，转变成一个新的太空电力推进系统的燃料。
　　改善碎片追踪技术也很重要。苹果公司创始人之一沃兹尼亚克（Steve Wozniak）与另一人联合开设的新公司Privateer，计划制作＂太空版谷歌地图＂。
　　报告显示，去年全球太空经济规模达4470亿美元（约6092亿新元），这比前一年增长4.4%，并比10年前高出55%，而商业太空活动占了整体太空经济的近80%。据摩根士丹利预测，到2040年，全球太空经济规模将达到1万亿美元。
　　由于太空是非常有利可图的领域，因此相较同样被人类严重污染的海洋，太空清理工作可能会推进得更快。至于能否在凯斯勒现象触发前将太空清理干净，就不得而知了。
　　马斯克旗下Space计划发射超过3万枚卫星来完成星链计划也许该暂停了。