太空拆弹四两拨千斤，人类如何清理太空垃圾

　　随着一个又一个航天器的升空本来十分纯净的太空已变得越来越不干净了。各种各样的太空垃圾正威胁着航天器的安全。所谓太空垃圾就是人类在进行航天活动时遗弃在太空的各种物体和碎片它们已成了空间环境的主要污染源。现在的太空已经是垃圾成灾了。
　　炸弹的来源
　　1957年10月4日前苏联成功地发射了第一颗人造地球卫星揭开了人类空间探索的序幕同时也为太空送去了第一批人造垃圾。此后太空垃圾不断增加它们就像卫星一样按着一定的轨道环绕地球飞行形成了一条危险的垃圾带。
　　迄今为止人类已经发射了至少2万多件航天器进入地球轨道。美国太空监控网络已监测到约9000块直径10厘米以上的太空垃圾其中17是火箭助推器遗骸31是已经废弃的卫星38是撞击留下的碎片剩下的是其他各种太空任务遗留下的。它们总重量达5500吨而那些直径小于10厘米的太空垃圾更是无法计算。
　　从数量上说固体火箭发动机的排气在各类碎片中所占的比例最大。即使是发动机的正常工作也能产生大量（高达10的20次方量级）微米级的氧化铝微粒和厘米级的残渣。尽管过去10年中固体火箭发动机在太空中的应用已呈下降趋势但由于现代重型卫星需要使用更大（因而排气更多）的火箭发动机所以它们每年产生的碎片总量实际上仍在增加。危力，1厘米太空垃圾步枪子弹
　　在太空中太空垃圾以每秒几千米的速度飞行着，尽管它们体积小，但由于速度快，一旦与正在工作的航天器相撞，将会把航天器撞坏或撞毁。那么太空垃圾的危害到底有多大？一般说来直径小于0。1毫米的太空垃圾就可造成卫星表面坑坑洼洼、伤痕累累严重的可造成内部敏感元件的感应放电；一颗迎面而来的直径0。5毫米的金属微粒足以戳穿密封的航天服。直径超过0。1厘米的太空垃圾可引起卫星的结构性损坏；即使穿上防弹衣卫星也不能抵抗直径大于厘米的太空垃圾其伤害可与步枪射出的子弹相比。哪怕一个鸡蛋大小的碎片，都可以把一个卫星完全击毁。
　　剩有燃料的废弃火箭所发生的爆炸对对太空环境的危害性最大。这样的爆炸可能是由于残留推进剂压力过大或点火燃烧引起的有的出现在发射后几小时之内也有的发生在长达23年之后。1994年美国发射的一枚飞马座火箭的上面级于1996年6月3日发生了爆炸在250～2500千米的高度范围内产生了创纪录的一大片碎片云其中有700多个可跟踪到的碎片。仅此一个事件就使在爆炸现场仅25千米以下的轨道上运行的哈勃太空望远镜受到撞击的概率陡增了1倍。随后的雷达观测表明这次爆炸共产生了约30万个能对绝大多数卫星造成损害的、尺寸大于4毫米的碎片。1997年2月在对哈勃望远镜进行第2次在轨维修时发现号航天飞机曾不得不通过机动飞行躲避一块预计将在相距1。5千米处飞过的碎片而该碎片的生产厂家正是上述发生爆炸的那个飞马座火箭上面级。
　　在概率上一个像国际空间站大小、横截面积为5000平方米的航天器，在近地轨道上运行10年，受到直径为0。1～1厘米的碎片碰撞次数可达50～500次，受直径大于1厘米中等碎片的碰撞次数是1次，碰撞的概率比10年前翻了一番。
　　留在太空的垃圾有些能逐渐落回地面在重返大气层的过程中烧毁。离地球越远落回地面的时间就越长。一般来说距地面600千米以下的太空垃圾会在几年之内落回地面；而在800千米高度上的太空垃圾能够停留数十年。大的碎片掉到地球上，会给地球带来灾难，如果是携带核燃料的航天器坠落到地球上来将造成地球的核污染。前苏联共发射31颗核动力侦察卫星其中已有两颗给地面带来污染：1978年宇宙954号的大量放射性残骸落入加拿大的斯克拉芬海；1983年宇宙1402号的反应堆芯落入南大西洋。目前美国和前苏联在空间的核反应堆中还有1吨的铀235及其他核分离物清除垃圾！太空清道夫
　　太空垃圾的数量随着太空活动的增多正以每年25的速度增加。科学家们预测：太空垃圾以此速度增加将会导致灾难性的连锁碰撞事件发生并分裂成更多碎片。如果太空垃圾不加以控制到2010年太空弃物将增加3倍达20000吨之巨。到2300年任何东西都无法进入太空轨道了。因此为了使人类探索和利用外层空间的研究不断得以进行国际上拟定了外层空间法并采取了相应的措施清除垃圾。这归结起来可用避、禁、减、清四个字来概括。
　　避即建立现代化太空监视系统严密地监视与跟踪太空垃圾采取有效的技术手段使航天器及时避开太空垃圾。美国出于太空安全的考虑早在1990年就建立了摩依太空监视基地作为清除太空垃圾的第一步。
　　我国在中科院紫金山天文台也成立了太空垃圾观测中心其任务是建立太空垃圾的数据库对已发现的空间垃圾进行实时跟踪监测搜索尚未被发现的空间垃圾对航天器发射和在轨运行时可能碰撞的太空碎片进行预警技术研究并建立风险评估体系。此检测中心的成立为我国航天器的飞行安全提供了保障。
　　禁即国际上制定有关空间法规禁止在空间进行试验和部署各种武器限制发射核动力卫星尽量减少太空垃圾的产生使空间成为为人类文明服务的和平空间。在法律方面空间法对保护空间环境已有一些原则性的规定如《外太空条约》规定各缔约国从事研究和探索外层空间（包括月球和其他天体）时应避免使其遭受有害的污染以及地球以外的物质使地球环境发生不利的变化。如必要各缔约国应为此目的采取适当的措施。但现在的条约规定尚不够充分、完备需要进行新的立法予以完善。
　　减就是发射航天器的国家应采取措施尽量减少太空垃圾的增加。对末级火箭采取未燃尽推进剂和高压气体排空避免末级火箭爆炸。
　　清发展太空垃圾清除技术采用不同的方法来清除太空垃圾现在采用的方法有：用转移轨道的方法使已经完成任务的运载火箭末级返回大气层烧毁；用获得逃逸速度或清除装置使已达到预定寿命的卫星远离近地空间或进行清除；运用激光的力量使大块垃圾首先改变运行轨道然后将其气化；使用小卫星和离子火箭缓慢接近垃圾然后改变其轨道或是摧毁它。有的科学家提出给宇宙飞行器加上有陶瓷材料和高分子材料制成的盾牌以抵挡小垃圾的撞击。
　　目前已有多国声称研制出清扫技术。例如英国萨里卫星技术公司宣称已经研制出了一种重量仅千克的微型卫星它可以利用摄像机追踪太空垃圾并向其靠近最终抓住太空垃圾然后放慢速度与垃圾一同跌入地球大气层烧毁；NASA也进行了激光扫帚试验它能够清除对国际空间站构成威胁的1～10厘米的碎片；美国一家航天公司正在部署一个叫作太空牧羊犬太空垃圾处理器它能够利用太空动力推动太空垃圾使它进入大气烧成灰烬。上述的工作都尚处在计划、研究和准备之中相信不久的将来它们将会发挥威力使太空变得更加安全和纯净。
　　太空垃圾的出现再次提醒人类：任何发展都是要付出代价的。人类活动制造和排放的垃圾所导致的污染已经给我们共同生活的地球造成了环境、生态和气候等诸多方面的问题了人类在地球上已经吃过一次先发展、后治理的苦头希望在太空中不要重蹈覆辙。太空垃圾的种类
　　1、航天员活动的废弃物
　　航天员在太空工作时会自动抛弃或不小心丢失一些东西。例如1965年美国双子星座4号的航天员爱德华华特将手套丢失在太空现在它正以每小时2。8万千米的速度飞行；2001年3月11日美国发现号航天飞机上的两名航天员苏珊赫尔姆斯和詹姆斯沃斯执行与国际空间站对接后执行第一次太空行走任务时沃斯不小心掉了一个用来修建工作平台约重6千克的虎钳状设备这个与一本大字典大小的金属从此就飘了出去；2006年9月13日亚特兰蒂斯号航天飞机上的航天员乔坦纳在固定一颗带有弹簧的螺栓时垫圈脱落。螺栓和弹簧从航天员海德玛丽斯蒂法尼斯海恩派帕的头顶飘走掠过桁梁从此无影无踪成为太空垃圾堆中的新成员。
　　2、已报废的航天器（卫星、飞船等）及其解体物
　　一些在轨飞行物或航天器的重量大部分在1千克到20吨不等而那些大于0。1毫米的空间碎片的最大来源是航天器（卫星、飞船等）的解体。自1961年以来已有150多个航天器在轨道上（有意或无意）爆炸或解体撒下了1万多个可以跟踪到的碎片。
　　3、废弃的火箭箭体
　　发射航天器的运载火箭除了把航天器送入轨道外每次还会在轨道上留下一个或多个用完的火箭级段。例如1984年日本发射一颗气象卫星时就在低轨道（高170～535千米）、大椭圆轨道（175～36720千米）和地球同步圆轨道（35785千米）各抛下了一级火箭其中两个分别于1984年和1994年落回地面。到1998年仍有约1500个无用的火箭上面级在轨道上兜圈子。
　　4、太空微滴
　　1989年由NASA出资进行的一项试验中喷气推进实验室设在加州北部的金石雷达探测到了一大团钠钾微滴云。这些微滴是从此前一台核反应堆弹射出的堆芯中泄漏出来的制冷剂。后来通过观测证实在这台核反应堆及其堆芯退役时所在的900千米高度附近确实存在着大量球状的钠钾颗粒其直径约为1厘米左右数量约有70000粒之多。