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太空垃圾,又可称为轨道碎片,特指宇宙空间中除正在工作着的航天器以外的人造物体.它的来源非常广泛,如“退休”的卫星,报废的火箭助推器,宇航员留下的航天服、工具铲、老虎钳、相机、牙刷,航天器漏出的液体,以及航天器碰撞过程中产生的碎片,等等.
目前,地球轨道中飘浮着难以计数的太空垃圾.可观测到的最大碎片相当于一辆公共汽车,最小碎片与垒球相当.科学家指出,一块阿司匹林药片大小的碎片就能把人造卫星撞坏,一个棒球大小的垃圾则可能直接撞碎航天器.
世界各国发射了6 500多艘航天器,废弃卫星有5 000多颗,它们随时有可能坠入地球.
更严重的是,环绕地球轨道的碎片数量,以每年2%～5%的速度在递增.按照这个速度计算,如果不加以清理,那么近地轨道在大约300年后就可能被垃圾填满.
太空垃圾隐患巨大,各国、各地区的科研机构都在积极尝试.
目前,国际空间站专门加设防护层以应对小碎片.欧洲航天局规定,卫星应作钝化处理,即卫星被撞后也不会发生爆炸,从而避免更多的碎片产生.
美国曾启用九个陆基雷达阵组成“太空篱笆”,监视太空垃圾.目前,这一系统正在升级.有报道称,“太空篱笆”能追踪超过20万个直径大于两厘米的太空垃圾.
瑞土航天中心正在研发一种超快仿生手臂,将其安装在“清洁空间一号”卫星上,捕捉并回收太空垃圾.这个机械手臂的特点是“超快”——能在0.05秒内抓住各种不规则形状的物体.
日本理化学研究所的科学家们则提议为国际空间站安装一个激光系统,用于“射杀”太空垃圾.这个激光系统可利用空间站上的望远镜,搜寻和锁定约1 00千米外的太空垃圾,而后发射激光.强大的激光脉冲能够将太空垃圾推入地球大气层,最后迫使其在大气层中燃烧殆尽.
更具环保意义的尝试则是“二维宇宙飞船”.这种航天器使用特殊的二维薄膜材料制成,可以包裹住太空垃圾并使其离开轨道.据美国宇航局介绍,“二维宇宙飞船”面积为一平方米、重量约为35克,发射成本大为减少.
我国政府也注重从源头上减少太空垃圾的产生.我国的航天科研人员已对在役长征系列运载火箭实施了末级钝化处理,并多次对废弃卫星实施了离轨处置.
事实上,要真正解决太空垃圾难题,不仅要借助于技术手段,还需要国际社会协同合作,制定统一太空“交通规则”.
我国航天专家叶培健认为,除了进行碎片防护,防止太空垃圾导致的碰撞,还应协同各国进行轨道位置的合理有效分配.
“随着空间飞行器的增多,轨道位置的分配问题日渐受到人们的关注.一个空间的轨道位置,尤其是地球同步卫星轨道,其实非常有限,需要国际上进行合作,按需求和可能予以优化.”叶培健呼吁.他认为,还有必要考虑用好当前看来“不太好的轨道位置”,做到开源节流.
在这方面,目前国际组织初步制定了几项规则.具体包括：飞行器寿终正寝后,有能力离轨即离开有用轨道；对已编号的全部碎片,要进行全程跟踪,使航天飞机、空间站、卫星对较大碎片进行避让；在设计飞行器的时候,应考虑如何针对小碎片碰撞进行有效防护；等等.
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