让地球不再安全

三、垃圾：让地球不再安全

最近几十年来，人类不仅把地球弄得肮脏不堪，而且使宇宙中也有大量太空垃圾围绕地球飞驰。太空垃圾就是那些宇宙航行中被抛弃的宇航器残体，包括卫星由于爆炸或故障而抛撒于太空的碎片以及寿命已尽的卫星残骸等。1969年到1991年间，美国先后11次由于推进剂泄漏等原因引发空间爆炸，有的是军事卫星失效后防止泄密由地面中心指令爆炸以及因反卫星对撞试验造成的爆炸。

这些飘浮于宇宙空间的垃圾跟人造卫星一样，也按照一定速度绕地球旋转着。太空垃圾的最大危害是威胁卫星航天安全，因为太空垃圾的飞行速度平均约为10千米/秒，动能很大，人造卫星遭到1厘米大小物体的撞击就是灾难性的。其撞击能量与一块重180千克、时速600千米的飞行物撞击产生的能量相当，足以使航天器遭到致命性破坏，而一块0.5毫米大小的碎片就可以撞死舱外的宇航员。例如，曾有一颗法国卫星与一太空垃圾相碰，所幸被击中的只是卫星的平衡杆。在碰撞中产生的高温下，这根金属制的杆子被完全气化。卫星与空间垃圾相碰撞并非太空中的第一次。1975年7月美国被动测地卫星就因被碎片击中而损坏；苏联核动侦察卫星“宇宙954号”受太空垃圾碰撞而坠落到加拿大北部的土地上，幸亏没有人员伤亡。1991年9月，美国“发现号”航天飞机距苏联火箭残骸特别近时，为了避免灾难性相撞，不得不改变其运行轨道。飘荡在地球上空的核动力装置则具有特别的危险性，现在太空中已经有60个。据估计，到21世纪，将会有上百个这种核装置，将载有1吨以上放射性物质。

大量的太空垃圾在环绕地球飞行

宇宙中的核装置首先与用来同宇宙垃圾作斗争的所谓“宇宙扫雷舰”计划有关。苏联学者给自己设定的任务是，用专门卫星所携带的激光大炮消灭宇宙垃圾中最具危险性的较大的放射性残块。然而，这种想法遭到强有力的反对。反对者认为，在环地球空间使用强力激光会导致这个空间发生化学变化和引起空间变暖。科学家们说，在太空里，宇宙飞船和其他宇宙装置失灵爆炸也形成大量的太空垃圾。在近地球的宇宙空间，由这类爆炸生成的大小在10厘米以上的宇宙垃圾已达数万块，这些碎片在无拘无束的自由运动中相互吸引，逐渐靠拢，最终在轨道上形成速度为8千米/秒的高速“列车”，一旦它与目前运行中的2000多颗功能各异的人造卫星，特别是那些备有核电装置的人造卫星相撞，将会造成危害极大的全球核污染。若不及时进行清理，太空将逐渐成为规模庞大的宇宙垃圾场。

“和平号”空间站坠入太平洋

据分析，直径1毫米以上的太空垃圾都有可能给人类宇宙活动带来危险，即便是微粒太空垃圾，数量多了也足以使卫星减少寿命。另外，太空垃圾可以造成光线散射，将会使人类对宇宙空间星体的观测受到影响。例如，现在“和平号”轨道站上的舷窗被小碎块撞坏，因此妨碍拍摄高质量的地球表面照片；并且现在在回收的卫星上已经可以看到，由于这种“垃圾”的碰撞，卫星表面嵌入了直径为几毫米的许多残片。科学家们目前对与直径1厘米以上的碎块碰撞的可能性感到惊慌，因为对于“和平号”轨道站来说有1%的可能性，对于未来的“阿尔法”轨道站来说有6.5%的可能性。同这些“宇宙垃圾”作斗争几乎是不可能的。目前最大的宇宙飞船残块正在不断下跌，进入大气层，一部分在大气层中烧毁，另一部分则掉在地球上。

不久前，为了避免撞上一个宇航员在太空作业时遗落的仪器，国际空间站被迫升到了更高的轨道上。这之后，150吨重的“和平号”空间站坠落进太平洋这个太空废料收容场，这一事实再次提醒专家们，太空垃圾问题不容忽视。

随着航天事业的发展，太空垃圾的数量也在与日俱增。据美国航天局1991年估计，在2000千米近地空间，约有3000吨太空垃圾，其中有用雷达或光学监视系统可测和跟踪的废弃卫星、末级火箭、被抛弃的卫星整流罩、爆炸的碎片、卫星脱落的金属粒子和碎片等，大于10厘米的达7000～15000个，小如棒球至针头大小的碎片达35000～15万个，比针头更小的碎片达300万～4000万个。这种碎片年增率从1985年的5.6%增到1986年以后的8.6%。到2010年，太空垃圾至少可达到1.2万吨。仅大的碎块即直径10厘米以上的碎块就会有7500吨。其中的一些碎块用望远镜就能看到。这些高高在上的太空垃圾，虽然表面上很遥远，但却给人类造成了现实威胁。21世纪中叶，太空垃圾总量将达到临界质量。如不对太空垃圾进行清理，再过二三十年，航天飞行将难以进行。

全世界每年要向宇宙发射火箭一百枚以上。形象地说，这些火箭每年要在地球周围的空间中射穿一百多个洞。遗憾的是，至今谁也不知道，这些宇宙“窗户”对地球的破坏性到底有多大。但是，有一点是清楚的，在发射导弹时，核爆炸可以在地球大气层中形成巨大的氢气蘑菇云，这种蘑菇云绝不是无害的，它能够破坏大气层的冷暖、化学成分，最终改变蘑菇云下面地球表面的气候。由于过去我们没有重视环保，现在我们已经得到了大自然的报复：肮脏的污水、不断扩大的沙漠、被污染的空气等。相比之下，宇宙的报复可能比这还要大得多。如今，人类的环保意识到了向太空延伸的时候了。

如何减少和清除太空垃圾，引起了许多国家特别是发达国家的重视。过去两个空间大国美国和苏联的“星球大战”试验、人为造成卫星碰撞的反卫星试验是增加太空垃圾的重要原因之一。美国宇航局的科学家最近发明了一种巨大风车式太空垃圾清除器。太空风车在空中缓慢旋转寻找目标，电脑指挥它避开正在工作的卫星。发生碰撞时，垃圾碎片不是被嵌入风叶就是击穿风叶，使碎块失去能量逐渐脱离轨道坠大气中烧毁，从而在太空中开辟出一条安全的通道。