三、垃圾：讓地球不再安全

最近幾十年來，人類不僅把地球弄得骯臟不堪，而且使宇宙中也有大量太空垃圾圍繞地球飛馳。太空垃圾就是那些宇宙航行中被拋棄的宇航器殘?bào)w，包括衛(wèi)星由于爆炸或故障而拋撒于太空的碎片以及壽命已盡的衛(wèi)星殘骸等。1969年到1991年間，美國(guó)先后11次由于推進(jìn)劑泄漏等原因引發(fā)空間爆炸，有的是軍事衛(wèi)星失效后防止泄密由地面中心指令爆炸以及因反衛(wèi)星對(duì)撞試驗(yàn)造成的爆炸。

這些飄浮于宇宙空間的垃圾跟人造衛(wèi)星一樣，也按照一定速度繞地球旋轉(zhuǎn)著。太空垃圾的最大危害是威脅衛(wèi)星航天安全，因?yàn)樘绽娘w行速度平均約為10千米/秒，動(dòng)能很大，人造衛(wèi)星遭到1厘米大小物體的撞擊就是災(zāi)難性的。其撞擊能量與一塊重180千克、時(shí)速600千米的飛行物撞擊產(chǎn)生的能量相當(dāng)，足以使航天器遭到致命性破壞，而一塊0.5毫米大小的碎片就可以撞死艙外的宇航員。例如，曾有一顆法國(guó)衛(wèi)星與一太空垃圾相碰，所幸被擊中的只是衛(wèi)星的平衡桿。在碰撞中產(chǎn)生的高溫下，這根金屬制的桿子被完全氣化。衛(wèi)星與空間垃圾相碰撞并非太空中的第一次。1975年7月美國(guó)被動(dòng)測(cè)地衛(wèi)星就因被碎片擊中而損壞；蘇聯(lián)核動(dòng)偵察衛(wèi)星“宇宙954號(hào)”受太空垃圾碰撞而墜落到加拿大北部的土地上，幸虧沒有人員傷亡。1991年9月，美國(guó)“發(fā)現(xiàn)號(hào)”航天飛機(jī)距蘇聯(lián)火箭殘骸特別近時(shí)，為了避免災(zāi)難性相撞，不得不改變其運(yùn)行軌道。飄蕩在地球上空的核動(dòng)力裝置則具有特別的危險(xiǎn)性，現(xiàn)在太空中已經(jīng)有60個(gè)。據(jù)估計(jì)，到21世紀(jì)，將會(huì)有上百個(gè)這種核裝置，將載有1噸以上放射性物質(zhì)。

大量的太空垃圾在環(huán)繞地球飛行

宇宙中的核裝置首先與用來同宇宙垃圾作斗爭(zhēng)的所謂“宇宙掃雷艦”計(jì)劃有關(guān)。蘇聯(lián)學(xué)者給自己設(shè)定的任務(wù)是，用專門衛(wèi)星所攜帶的激光大炮消滅宇宙垃圾中最具危險(xiǎn)性的較大的放射性殘塊。然而，這種想法遭到強(qiáng)有力的反對(duì)。反對(duì)者認(rèn)為，在環(huán)地球空間使用強(qiáng)力激光會(huì)導(dǎo)致這個(gè)空間發(fā)生化學(xué)變化和引起空間變暖。科學(xué)家們說，在太空里，宇宙飛船和其他宇宙裝置失靈爆炸也形成大量的太空垃圾。在近地球的宇宙空間，由這類爆炸生成的大小在10厘米以上的宇宙垃圾已達(dá)數(shù)萬塊，這些碎片在無拘無束的自由運(yùn)動(dòng)中相互吸引，逐漸靠攏，最終在軌道上形成速度為8千米/秒的高速“列車”，一旦它與目前運(yùn)行中的2000多顆功能各異的人造衛(wèi)星，特別是那些備有核電裝置的人造衛(wèi)星相撞，將會(huì)造成危害極大的全球核污染。若不及時(shí)進(jìn)行清理，太空將逐漸成為規(guī)模龐大的宇宙垃圾場(chǎng)。

“和平號(hào)”空間站墜入太平洋

據(jù)分析，直徑1毫米以上的太空垃圾都有可能給人類宇宙活動(dòng)帶來危險(xiǎn)，即便是微粒太空垃圾，數(shù)量多了也足以使衛(wèi)星減少壽命。另外，太空垃圾可以造成光線散射，將會(huì)使人類對(duì)宇宙空間星體的觀測(cè)受到影響。例如，現(xiàn)在“和平號(hào)”軌道站上的舷窗被小碎塊撞壞，因此妨礙拍攝高質(zhì)量的地球表面照片；并且現(xiàn)在在回收的衛(wèi)星上已經(jīng)可以看到，由于這種“垃圾”的碰撞，衛(wèi)星表面嵌入了直徑為幾毫米的許多殘片。科學(xué)家們目前對(duì)與直徑1厘米以上的碎塊碰撞的可能性感到驚慌，因?yàn)閷?duì)于“和平號(hào)”軌道站來說有1%的可能性，對(duì)于未來的“阿爾法”軌道站來說有6.5%的可能性。同這些“宇宙垃圾”作斗爭(zhēng)幾乎是不可能的。目前最大的宇宙飛船殘塊正在不斷下跌，進(jìn)入大氣層，一部分在大氣層中燒毀，另一部分則掉在地球上。

不久前，為了避免撞上一個(gè)宇航員在太空作業(yè)時(shí)遺落的儀器，國(guó)際空間站被迫升到了更高的軌道上。這之后，150噸重的“和平號(hào)”空間站墜落進(jìn)太平洋這個(gè)太空廢料收容場(chǎng)，這一事實(shí)再次提醒專家們，太空垃圾問題不容忽視。

隨著航天事業(yè)的發(fā)展，太空垃圾的數(shù)量也在與日俱增。據(jù)美國(guó)航天局1991年估計(jì)，在2000千米近地空間，約有3000噸太空垃圾，其中有用雷達(dá)或光學(xué)監(jiān)視系統(tǒng)可測(cè)和跟蹤的廢棄衛(wèi)星、末級(jí)火箭、被拋棄的衛(wèi)星整流罩、爆炸的碎片、衛(wèi)星脫落的金屬粒子和碎片等，大于10厘米的達(dá)7000～15000個(gè)，小如棒球至針頭大小的碎片達(dá)35000～15萬個(gè)，比針頭更小的碎片達(dá)300萬～4000萬個(gè)。這種碎片年增率從1985年的5.6%增到1986年以后的8.6%。到2010年，太空垃圾至少可達(dá)到1.2萬噸。僅大的碎塊即直徑10厘米以上的碎塊就會(huì)有7500噸。其中的一些碎塊用望遠(yuǎn)鏡就能看到。這些高高在上的太空垃圾，雖然表面上很遙遠(yuǎn)，但卻給人類造成了現(xiàn)實(shí)威脅。21世紀(jì)中葉，太空垃圾總量將達(dá)到臨界質(zhì)量。如不對(duì)太空垃圾進(jìn)行清理，再過二三十年，航天飛行將難以進(jìn)行。

全世界每年要向宇宙發(fā)射火箭一百枚以上。形象地說，這些火箭每年要在地球周圍的空間中射穿一百多個(gè)洞。遺憾的是，至今誰(shuí)也不知道，這些宇宙“窗戶”對(duì)地球的破壞性到底有多大。但是，有一點(diǎn)是清楚的，在發(fā)射導(dǎo)彈時(shí)，核爆炸可以在地球大氣層中形成巨大的氫氣蘑菇云，這種蘑菇云絕不是無害的，它能夠破壞大氣層的冷暖、化學(xué)成分，最終改變蘑菇云下面地球表面的氣候。由于過去我們沒有重視環(huán)保，現(xiàn)在我們已經(jīng)得到了大自然的報(bào)復(fù)：骯臟的污水、不斷擴(kuò)大的沙漠、被污染的空氣等。相比之下，宇宙的報(bào)復(fù)可能比這還要大得多。如今，人類的環(huán)保意識(shí)到了向太空延伸的時(shí)候了。

如何減少和清除太空垃圾，引起了許多國(guó)家特別是發(fā)達(dá)國(guó)家的重視。過去兩個(gè)空間大國(guó)美國(guó)和蘇聯(lián)的“星球大戰(zhàn)”試驗(yàn)、人為造成衛(wèi)星碰撞的反衛(wèi)星試驗(yàn)是增加太空垃圾的重要原因之一。美國(guó)宇航局的科學(xué)家最近發(fā)明了一種巨大風(fēng)車式太空垃圾清除器。太空風(fēng)車在空中緩慢旋轉(zhuǎn)尋找目標(biāo)，電腦指揮它避開正在工作的衛(wèi)星。發(fā)生碰撞時(shí)，垃圾碎片不是被嵌入風(fēng)葉就是擊穿風(fēng)葉，使碎塊失去能量逐漸脫離軌道墜大氣中燒毀，從而在太空中開辟出一條安全的通道。