【正見新聞網2017年07月27日】
在不同的時代，人類總有不同的困擾。波瀾壯闊的航天時代也不例外，其中最讓人頭疼的莫過於太空垃圾。是的，我們把繞地球飛行的無用處的人造物體統一叫做太空垃圾。
太空垃圾都是什麼？
（1）航天發射活動中拋棄的多餘負重
幾乎所有的航天活動都依賴航天發射，在發射中隨著燃料的消耗，火箭會將多餘的負重逐漸拋棄，比如火箭第一級、助推器、載人火箭的逃逸塔和整流罩，它們都會落回地球。Space-X賴以成名的火箭回收絕技就是針對第一級的。而火箭的第二級、上面級等殘骸和未燒完的燃料都將進入軌道，在發射的短短10分鐘後就將變成太空垃圾。
（2）壽終正寢的衛星們
進入軌道的衛星們也有著自己的壽命，最長的通訊衛星也不過10-15年壽命，一旦壽命結束，就留在軌道成為太空垃圾，而且由於燃料使用完畢，會處於完全失控狀態。
（3）太空垃圾碰撞出的新太空垃圾
更恐怖的是，太空垃圾的產生是會逐漸加速的，它們彼此之間還會在軌道發生碰撞，可能比幾何級數增長更加誇張。
2009年2月10日，銥星系統第33星和俄羅斯Cosmos2251兩顆衛星發生了碰撞，在短短几個月之內，兩顆衛星碰撞產生的垃圾幾乎覆蓋了它們曾經所在的軌道，這些垃圾還有不斷碰撞的可能，情況非常不樂觀。
這讓我想起了古文《愚公移山》，「雖我之死，有子存焉；子又生孫，孫又生子；子又有子，子又有孫；子子孫孫無窮匱也」……可怕。
（4）可怕的飛彈反衛星實驗
不過，可怕的不只有太空垃圾的碰撞。同樣的道理，用飛彈攻擊衛星也是產生太空垃圾的一個重要原因。由於飛彈會有目的性地在一個位置爆破，產生的影響要遠遠超過衛星的碰撞。
目前只有蘇聯、美國和中國進行過飛彈反衛星實驗，每次實驗都是太空垃圾研究專家們的一場噩夢。
太空垃圾可能產生哪些危害？
目前，監測太空垃圾最大的信息庫來自美國的洲際飛彈防禦系統雷達網。
這些超大相控陣雷達（動輒像足球場那麼大），最主要是為了防禦曾經來自蘇聯、古巴（飛彈危機）的彈道飛彈。冷戰之後，這個雷達網依然在發揮作用，現在多了一條軍民兩用的功能：監控太空中的各種垃圾和衛星。他們的信息是最權威的，而且都對外公開。
圖太空垃圾增長速度圖，可以看出每次的數量劇增基本都來自衛星碰撞和反衛星實驗
根據這些檢測數據，太空垃圾的現狀不容樂觀。
目前估計，繞地飛行的直徑小於1厘米的垃圾有1.7億個，1-10厘米直徑大小的垃圾則有67萬個，更大直徑的垃圾有2.9萬個。
更加恐怖的是，這些太空垃圾還在不斷發生撞擊，如果不加控制，數量會繼續瘋狂增長，它們帶來的影響是致命的。
要知道，絕大部分垃圾分布在低於500公裡的近地軌道上，它們的飛行速度普遍在7000米/秒以上，是狙擊步槍子彈速度的7倍左右。在這種強大動能面前，一個最小的碎片和一個較大的衛星造成的殺傷力都會很大。
值得慶幸的是，恰恰因為最多的（80%）太空垃圾分布在靠近地面的軌道，這裡極其微弱的空氣阻力會將它們緩慢拖入地球大氣燒毀。
地球大氣是人類最後一道屏障，它燒掉了99%以上的星際塵埃、隕石和太空垃圾，保護了地球上億萬計生命的安全。迄今為止，地球上還從未發生過因太空垃圾墜落地球而直接傷人的事件。
然而，還有一些分布在更高軌道的太空垃圾，這些垃圾基本上就很難被銷毀了。
特別對於處在地球上空35786公裡高的地球靜止軌道，這裡聚集了人類幾乎所有的通訊衛星，它們也產生了很多衛星垃圾。由於這個高度實在太高，完全沒有空氣阻力的影響，這些太空垃圾一旦產生，恐怕千萬年後都不會消失。
而這條軌道又是唯一且最寶貴的軌道，因為只有它同時滿足了在赤道上空（0度軌道傾角）和35786公裡的軌道高度兩個條件，能滿足與地球自轉相同的24小時軌道周期，實現同步/相對靜止。
這樣看來，這條軌道是不可替代的稀缺的軌道資源。因此全世界都在搶發這個軌道上的通訊衛星以占住資源（國際原則是先發先占），但這條軌道目前已經深受太空垃圾的影響。
2016年4月，一塊極小的太空垃圾碎片擊中了國際空間站上的Cupola對地觀景台玻璃，造成了一個直徑7毫米的裂紋。在國際空間站20年的運行時間裡，由太空垃圾造成的傷痕可謂時有發生，但這一次真是讓人捏了一把汗，因為誰也不知道，如果真出事的話，結局會如何。
由於近地軌道充斥著太空垃圾，人類發射最多的近地軌道/低軌衛星也深受其害，雖然地面會每天更新信息，提醒有威脅的太空垃圾所處的位置，但為了規避它們，這些衛星也是苦不堪言。為了躲避，這些衛星不得不提前消耗寶貴的燃料，這直接影響了它們的壽命和科學數據。
圖筆者研究的Swarm衛星兩年內經歷了12次大的軌道機動，以防止兩顆衛星彼此以及和太空垃圾相撞
隨著商業航天的發展，目前Planet labs、Space-X、OneWeb都提出了在幾年內建立數千顆的商業衛星組網方案，這些衛星總數可以輕鬆超過人類過去60年來發射的衛星數量的總和。
當然，這也會大大增加太空垃圾的數量，如果不加以控制而放任太空垃圾隨意增長，在可以想像的將來，地球將被太空垃圾所覆蓋，恐怕任何發射的航天任務都將面臨重大威脅。
附上所有工作狀態衛星和太空垃圾監測的可視化網站www.stuffin.space。