太空垃圾：瑞士向世界发出警告

这张电脑生成的图片有意放大了卫星与碎片的大小以使其更加显眼。地球的外层确实非常拥挤。 Keystone

太空垃圾给轨道航行造成了真正的威胁，但我们有办法减少风险-一份瑞士提交给利益相关方的报告中做出如上的确定。那么这是否就足以劝阻军方，不要再将太空变作他们的游乐场？

2021年11月15日，在广袤的俄罗斯大草原上空480公里处，宇宙-1408号卫星无声无息地爆炸了，化作无数大小不一的碎片。这颗退役近40年的航天器刚刚被一枚从普列谢茨克航天发射场发射的A-235反弹道导弹击中。

480公里，对国际空间站轨道而言这距离太近，十分危险。空间站里的七名宇航员立即得到命令穿上他们的宇航服，躲进逃生舱，以便在发生碰撞时返回地球。

五角大楼对此做出谴责，称其为“轻率而危险”的举动，莫斯科方面则回答说，所有行动都恪守安全规定。原因之一是国际空间站里有两名俄罗斯宇航员，其中一人还是团队指挥官。

各式各样的碰撞

这种动用武器的事已经不是第一次了。中国在2007年、美国在2008年、印度在2019年都有过这样炫耀武力的举动-每次都是为了摧毁他们自己的一颗人造卫星。

此外还有事故性碰撞。2021年3月22日，中国气象卫星云海一号02星与俄罗斯上世纪90年代发射的天顶-2号运载火箭第一级助推器的碎片相撞。经证实，这是自2009年2月俄罗斯(军用)通信卫星宇宙-2251号与美国商用通信卫星铱33号相撞以来最严重的轨道碰撞事故。

无论这些碰撞是否是人为之举，每一次碰撞都会令碎片垃圾的数量增加数百个，使近地轨道(海拔高度在2000公里以下的近圆形轨道)变得更加拥挤。要知道，即使只计算地面雷达能够探测到的太空碎片垃圾个数，这个数字就已高达3.4万个。地球周围还有近1.3亿块直径很小的碎片，以20倍于步枪子弹的速度漂浮，也能造成很大的破坏。

拉响警报

如今各宇航机构、私营卫星发射企业及学术界都意识到了太空垃圾问题。洛桑联邦理工学院(EPFL)至少从2012年-“清洁太空”(ClearSpace)项目诞生之年-就开始着手处理这一难题。而这个项目当会推出首个太空垃圾清理卫星。

然而投资太空垃圾清理解决方案到底有没有用，这并未让各决策方心服口服。洛桑理工国际风险治理中心(International Risk Governance Center)总监玛丽·瓦伦蒂妮·弗洛林(Marie-Valentine Florin)就曾提醒“清洁太空”项目联合创办人穆丽尔·理查德-诺卡(Muriel Richard-Noca)，目前尚无针对各种解决方案及所涉成本进行的对比研究。

而就此展开调研的任务被委托给罗曼·布克斯(Romain Buchs)，这位年轻物理学家刚刚完成了他关于太空垃圾管理的硕士论文。2021年春季首份报告(英)外部链接已经出炉，11月底又补充了面向政界与工业界的一些选项。

“我们已通过有针对性的方式向各宇航机构和私营领域的约400人寄送了报告，”报告作者解释道，同时承认“难以联系到中国与俄罗斯的有关人员”，而各国军方也不在报告寄送名单之列。

布克斯指出：“按理说，各国卫星应该在退役后25年内回到大气层(并在大气层中焚毁)。但这一规定没有约束力，因此实施情况远不够理想。大约60%的卫星服从这一规定，但这个比例本应达到至少90%。”

轻如鸿毛与庞然大物

说到卫星，其数量只会有增无减。近年来宇宙已不再被各国政府垄断，从20世纪末的铱卫星(Iridium，共66颗卫星)和全球星(Globalstar，共24颗卫星)等通讯卫星开始，发射近地轨道卫星群已成大势。不过此类卫星总数目前仅有100多颗。

随着一网(OneWeb)、星链(Starlink，属SpaceX公司)和Kuiper(属亚马逊公司)等项目相继实施，人造卫星总数将跃升至数千颗，旨在为全世界带来互联网高速连接。这些企业都保证要采取一切必要措施，例如让卫星轨道更接近地球表面，以使卫星在几年后自动脱轨进入大气层，或者在卫星上安装特殊装置，以方便日后被空间拖车捕获等。

在布克斯看来，这批小型卫星不构成大问题。“从根本上来说，制造问题的其实是各国政府，而新型卫星群算得上受害者。这些卫星体积很小，每个的重量往往不足150千克。真正构成问题的是1980年至2005年间发射的多级火箭-尤其是俄罗斯的火箭-整节整节的助推器，每节重量可达9吨，”这位专家介绍说。

管理混乱局面

不过，布克斯相信不会发生凯斯勒现象(Kessler Syndrome，或译“碰撞级联效应”)假设的世界末日般的场景，即近地轨道变得拥挤不堪，以致于无法实施太空探索。

这位物理学家解释说：“我们不可能去捕捉小的太空碎片，所以只要集中处理大型的太空垃圾，因为它们有可能相互碰撞，进而额外产生出成千上万的小型碎片。近地轨道上的此类太空垃圾数量在2000个左右。只要每年去清理三四个，就已经能够大幅减少碰撞风险。”

而这正是诞生在洛桑理工的“清洁太空”项目的目标，如今项目得到了欧洲航天局(ESA)的资助。日本人也在进行一个类似的项目(Astroscale)。日后这样的项目还会更多。

至于那些宣称只要停止发射轨道卫星就能解决问题的人，他们显然忘记了我们这个世界有多么依赖人造卫星。“我只举一个例子，在我们用来监测气候变化的55个参数当中，有26个参数只能通过在太空监测获得，”布克斯最后提醒道。

(译自法语：于雷)