人類頭頂懸掛著4500噸搖搖欲墜的太空垃圾，有多大概率砸中你我？

話雖如此，但畢竟宇宙中的一粒沙，落在個(gè)人的頭頂都是難以承受的滅頂之災(zāi)。在2024年3月，就曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)類似的情況。當(dāng)時(shí)國(guó)際空間站廢棄的電池組從太空掉下來(lái)，雖然經(jīng)受高溫灼燒，但還有一塊金屬圓柱體砸到了美國(guó)佛羅里達(dá)州那不勒斯市的一戶居民房屋上，直接砸穿了兩層樓。這是太空墜物離傷人性命最近的一次。

近年來(lái)，人類頻頻涉足太空，太空站的建設(shè)、航天飛船的停駐、火箭和相關(guān)的探測(cè)器，種種的航天設(shè)備在太空中進(jìn)行活動(dòng)和勘測(cè)，所產(chǎn)生的太空垃圾數(shù)量是極其龐大的，將近有4500噸。

除了火箭殘骸之外，在近地軌道飄蕩的衛(wèi)星、探測(cè)器、飛船殘骸之類的太空垃圾越來(lái)越多，雖然它們?cè)谕馓诊w行，但是最終還是會(huì)墜落地球大氣層，這是沒(méi)法避免的事情。這是因?yàn)樵诮剀壍酪琅f存在稀薄的空氣，這也就意味著這些航天器、太空垃圾在飛行過(guò)程中不可避免會(huì)面臨空氣阻力。在空氣阻力及地球重力等多方面因素的影響下，這些航天器、太空垃圾的飛行速度會(huì)逐漸變慢，隨著它們的飛行速度不斷減慢，飛行軌道高度也會(huì)隨之下降，最終會(huì)一頭扎入大氣層。

當(dāng)這些太空垃圾、航天器墜落地球大氣層時(shí)，會(huì)因?yàn)閴嬄鋾r(shí)速度相當(dāng)快，氣動(dòng)加熱效應(yīng)很強(qiáng)烈，溫度急劇上升到1000℃以上。一般的材料難以承受這么高的溫度，就會(huì)直接燃燒殆盡，而有一些耐高溫的材料沒(méi)法完全燃燒殆盡就會(huì)掉下來(lái)。

人類現(xiàn)在仍在不斷發(fā)射航天器，在近地軌道的航天器、太空垃圾會(huì)越來(lái)越多，不過(guò)科學(xué)家們也開(kāi)始意識(shí)到了這一系列的問(wèn)題，所以已經(jīng)采取各種措施來(lái)解決了。隨著太空技術(shù)的不斷進(jìn)步，新的技術(shù)和方法也在不斷涌現(xiàn)，如人工智能、先進(jìn)傳感器和材料科學(xué)，可以提高太空垃圾管理的效率和效果。

在南太平洋有一片被俗稱“航天器墓地”的無(wú)人區(qū)水域，多年來(lái)這里已成為250多顆衛(wèi)星的最后安息之地。然而，要精準(zhǔn)擊中“航天器墓地”這個(gè)靶心并不容易。在低地球軌道上，衛(wèi)星相對(duì)于地面的速度為每秒7.8千米，約等于步槍子彈速度的8倍。在墜落撞擊的那一刻，衛(wèi)星碎片的速度可能會(huì)減慢到每秒270米，但此間衛(wèi)星碎片可能會(huì)覆蓋大范圍的地面或海面。

為了縮短碎片軌跡并控制衛(wèi)星的撞擊區(qū)，就需要讓碎片盡可能筆直并迅速地降落。這就需要故意擾亂衛(wèi)星的軌道，使衛(wèi)星在某一時(shí)刻的運(yùn)行方向從環(huán)繞地球變?yōu)榇┻^(guò)地球。如果此時(shí)出現(xiàn)任何問(wèn)題，比如系統(tǒng)故障或者撞上其他太空碎片，那么殘骸可能會(huì)偏離軌道，而任何人對(duì)此都將無(wú)能為力。

最大的太空垃圾就要來(lái)了

在地球的近地軌道上，太空垃圾的問(wèn)題日益嚴(yán)重，已成為威脅太空安全不可忽視的因素。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前軌道上已有密布上億個(gè)太空碎片在運(yùn)行，其中約3.6萬(wàn)個(gè)碎片的直徑超過(guò)10厘米。這些高速飛行的“垃圾”如同太空中的定時(shí)炸彈。

據(jù)《新科學(xué)家》雜志報(bào)道，國(guó)際空間站將在2030年前后退役，回歸地球。盡管幾乎每天都有人造衛(wèi)星再入大氣層。但是，耗資1500億美元的國(guó)際空間站是迄今為止人類建造的規(guī)模最大、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的衛(wèi)星，其質(zhì)量相當(dāng)于一架滿載的巨型噴氣式飛機(jī)。如何才能使這樣一個(gè)重達(dá)420噸的龐然大物安全降落并銷毀？這真是一個(gè)令全世界科學(xué)家都捏一把汗的問(wèn)題。

國(guó)際空間站5年后將作為最大的太空垃圾砸向地球

從理論上講，國(guó)際空間站可以繼續(xù)運(yùn)行，比如被助推到更高的軌道，使其無(wú)需更多推進(jìn)劑就能無(wú)限期地運(yùn)行下去。但美國(guó)宇航局在2024年發(fā)布的一份白皮書(shū)指出，這個(gè)選擇存在問(wèn)題：一方面，到2030年前，空間站的大部分組件都將超出其最初的結(jié)構(gòu)壽命，發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)也將越來(lái)越高；另一方面，在更高軌道高度上，空間站與太空垃圾發(fā)生碰撞的風(fēng)險(xiǎn)也更大——一次巨大的撞擊可能會(huì)將國(guó)際空間站炸得粉碎，所釋放出的大量碎片可能使任何近地軌道在幾百年里對(duì)人造天體都不再“宜居”。

因此，國(guó)際空間站必須墜落。美國(guó)宇航局已委托SpaceX開(kāi)發(fā)一艘專用脫軌航天器，負(fù)責(zé)將國(guó)際空間站推入地球大氣層。2030年左右，航天器將與空間站對(duì)接，屆時(shí)，短短幾小時(shí)內(nèi)，空間站的高度將下降到120千米。此時(shí)，快速增厚的大氣層足以撕裂空間站的太陽(yáng)能電池板。再下降20千米，核心模組將破裂，在足以熔化鈦的高溫下劃過(guò)天空。隨著模組一個(gè)接著一個(gè)解體，最終，沒(méi)有燒光的殘骸將像一陣滾燙的碎片雨劃破遙遠(yuǎn)的太平洋洋面，最后墜入南太平洋偏遠(yuǎn)水域“尼莫點(diǎn)”——屬于它的“墓地”。這也將是最理想的一種情況。