阻止“太空致命之吻”

近地轨道碎片最集中

智能火箭套件

在轨捕获火箭残骸

上个月，一颗495公斤重的报废卫星在轨道上高速穿梭，地球上的百座雷达站对其严密监视，在轨运行的多国卫星也不得不紧急变轨避让。这凸显出大量游荡的航天器残骸给人类带来大麻烦。

问题程度

二十一世纪第三个十年是太空飞行的新时代，大型卫星星座快速发展，所需技术也越来越可靠和小型化。近年来，发射到近地轨道的商业卫星大增，其中绝大多数用于提供宽带通信服务。欧洲航天局在其《太空环境报告》中指出：“星座也在改变卫星进入太空的方式。当前，我们看到大量火箭发射，将多颗卫星送入同一轨道。这降低了每颗卫星的发射成本，但往往会使轨道上的碎片对卫星的监测更加困难。”小型卫星越来越容易发射，但从近地轨道上移除它们却很不容易。

目前，美国太空监视网络（SSN）定期跟踪超过3万块太空碎片，它们大多是运载火箭分离物或失效卫星的残骸，随着时间推移，它们继续分解成更小的碎片，在轨道上横冲直撞。意大利D轨道公司的副总裁焦万尼指出，高度在700至800公里的轨道区域问题最严重，这些轨道遍布地球观测、互联网和通信卫星，这些卫星寿命终结后沦为有害的太空垃圾。“碎片问题之所以在这里如此严重，主要有两个原因，一是这个高度的大气阻力仅为150公里轨道的百万分之一，导致碎片滞留时间可达数十年甚至上百年，不会像在150公里高度那样迅速再入大气层烧毁。二是在此运行的卫星普遍采用极地或近极轨道（倾角约85度至100度），当它们在磁极附近轨道交会时，相对速度可达每秒14公里，是低倾角轨道碰撞速度的三倍以上，形同高超音速子弹，能像撕纸一样撕裂面板，这种物理特性使得该区域成为已知轨道碰撞风险最高的空域，2009年美国‘铱星33’与俄罗斯‘宇宙-2251’卫星的毁灭性碰撞（产生2000多块可追踪碎片）正是发生在这个高度区间。”

瑞士清洁科技公司CEO皮盖指出：“本质上，我们所处的情况可与高速公路网相提并论，随着新车激增，而道路却很少翻新或修复。”他警告，随着这类太空垃圾数量每四年翻一番，碰撞风险也会增加。

谁该担责

太空碎片问题是“公地悲剧”，即公共资源（如天空或海洋）开发利用时属于每个人，但保护时却无人负责。欧空局总监史密斯说，理想情况下，制造碎片的人应该负责，但由于情况复杂，无法简单归咎于某一方。

不过，史密斯看好民营公司将率先达成“行为规范”，因为良好的太空秩序是保证运营和盈利的必要条件，“如今，在地球静止轨道方面，运营商已有兴趣保持轨道清洁，避免碎片增加”。他建议，一个可能的短期解决方案是政府补贴民营公司，从事可持续地减少太空垃圾的工作。“政府可出台激励措施，让运营商在放卫星前就融入无害化设计，或主动对卫星残骸进行轨道碎片清除。只有整个行业行动起来，才能推进处理太空碎片的技术创新，并促使利益相关者负起公共责任来。”

对许多公司来说，可持续是他们太空业务的核心目标之一，清扫太空碎片正成为新兴的市场，迄今已有十多家企业获得生意。像D轨道公司研制出智能火箭套件（ION），当在轨航天器报废时，安装的套件会被激活，执行离轨操作。焦万尼描述其工作原理：“我们使用太空机器人接近和捕获碎片，在上面安装火箭套件，将它们送回再入大气层轨道，使它们在再入时烧毁。”D轨道公司还在研究使卫星失效后返回地球的技术，他们的“ADEO狂野之旅”项目正验证独特的拖曳帆，当卫星寿命终结时升起，以增大飞行阻力，加速其在轨道上的自然衰减，直到几年内化为无形。

当被问及太空碎片问题何时能解决时，史密斯认为：“这取决于几个因素，首先是各国多久才能达成太空监管规则，其次是清理前还会产生多少太空碎片，也就是消除‘存量’与压降‘增量’双管齐下。”他将这一工作与塑料污染作了类比，“这归结于平衡的管理，但我们要迅速行动，否则将对太空事业造成重大干扰。”

宋涛