偶像来了2拍摄地:太空垃圾是怎样形成的？

现在，人类在地球上制造了无数的垃圾。仅以美国为例，每人每天平均要丢弃超过1.8公斤的垃圾，整个美国每年要制造的垃圾总量超过2510万吨 [source: EPA]。

因为我们对自己地球上的垃圾山尚且穷于应付，那么当然也无暇关心在国际空间站以外和正在运行的少数卫星轨道中的太空垃圾。但是美国国家航空航天局（NASA）声称，在太空中可能有数以百万计的垃圾物体，它们或大或小，形成了环绕地球运转的垃圾云团。

1997年1月22日，Delta 2运载火箭主推进舱坠落在美国田纳西州的乔治城。
     那么，究竟什么是太空垃圾呢？它们如何进入太空，或者说，谁是第一个把它们送入太空的人?它们会不会在哪天坠入地球并击中我们的后脑？

什么是太空垃圾

太空垃圾肇始于上世纪中叶，当时正值太空竞赛的开端。

当前苏联于1957年10月4日向太空发射了人类历史上首颗人造地球卫星——斯普特尼克1号（Sputnik I），全世界都投来了关注的目光。虽然这颗卫星与现在的卫星规格相比小了许多——只有一个水皮球那么大——它依然引起了世界各国的担心，尤其是美国。伴随着太空竞赛的升级，卫星发射让许多美国人十分忧虑，因为它与核武器竞赛具有关联。既然苏联有能力将卫星送入太空，他们同样可以将核弹捆绑在火箭上，在几小时内就可以确定打击目标。

在人们不经意间，许多国家已经把大量资源投入到太空项目——这直接导致了美国国会批准成立美国国家航空和宇宙航行局（NASA）。

在太空竞赛开始之后，政府、手机通信公司、电视和GPS服务公司每年都会发射了上百颗人造地球卫星。这些卫星，连同火箭和其它送出太空的物体，共同构成了太空垃圾的主要来源。美国NASA轨道残骸太空计划办公室（Orbital Debris Space Program Office）同时也把下列物体列入太空垃圾的范畴：

• 废弃的宇宙飞船——当或者它的某些部件不再工作，它们将会遗留在太空当中，并无限期地任意在太空飞行。通常，由于回收这些物体的成本十分高昂，它们被放任在太空飞行，直到某天坠落地球或者与其它太空垃圾相撞。
  

美国南佛罗里达科学博物馆（South Florida Science Museum）执行馆长吉姆罗林斯（Jim Rollings）手持“奋进号”航天飞机遗弃的陶瓷瓦。

• 多级火箭的高级部分——现在航天飞机实际上需要由多个运载火箭层层叠加，当我们把宇宙飞船送上足够高的太空，我们往往需要超过单级火箭的推力。因此，这些火箭需要分级（stages）推进。末级火箭我们通常称之为高级火箭（Upper stages），因为它们最靠近整个航天飞机的顶部。因为它们点燃最迟，因此，喷出的材料最有可能被地球轨道捕获，它们是太空垃圾的主要类型。
• 固体火箭发动机排放物——许多航天飞机利用固体火箭燃料作为动力，发射之后，一些燃料会残留在各种容器当中，并四处飞散。这就增加了太空碰撞的风险，因为它们在爆炸之后会产生更多的太空垃圾。
• 涂料微粒——虽然难以置信，但是在地球轨道当中确实可能存在无数的涂料微粒。高温或者与其它物体相撞，会导致涂料从宇宙飞船上脱落，并最终成为太空垃圾。

太空垃圾的危险

美国太空监控网络（Space Surveillance Network）——负责跟踪飘浮在太空中的碎片并上报给NASA——已经发现了超过13,000枚直径达0.1米以上的人造物体[来源: National Geographic News]。而且这个数量在不断增长——在2000年，这个数字还只是9,000枚。该部门估计，在地球轨道中，还飘浮着数以百万计更加微小的颗粒，它们的总重可能达到5,500吨。但是，这些太空垃圾是否会给国际空间站带来麻烦，或者伤及地球上的人们呢？

高速飞行的太空垃圾可能在与其它物体碰撞后产生更多碎片。

虽然难以置信，许多太空垃圾围绕地球运转的速度可以达到每小时35,406公里。任何以如此高的速度飞行的物体，如果与其它物体相撞，就可以产生相当大的破坏。即使是极小的涂料微粒，这样的速度足以在国际空间站的窗户上形成一个0.65公分的穿孔。

因为在太空中有如此众多的飞行物体，科学家担心这些物体的碰撞可能产生更多的碎片。即使我们从现在开始停止发射宇宙飞船，并且不再将任何物体送往太空轨道，这些碎片依然会保持不变，直到2055年以后[来源: National Geographic News]。毕竟，情况可能继续变糟，因为这些材料早已经在太空中累积，并且不可避免地与其它物体相撞并产生更多的太空垃圾。专家们所担心的问题早已经在现实中发生，最近的一起碰撞发生在2005年1月17日，一块因中国火箭爆炸而产生的碎片与一只31岁的美国废弃卫星迎头相撞。虽然这次撞击只产生了四块碎片，但是观察者担心，产生不可以避免的连锁反应只是时间问题。

不过对于宇航员的好消息是，这些太空垃圾一般位于地球上空885公里至1,005公里之外，国际空间站的飞行活动一般在距离地球402公里的轨道中，而宇宙飞船通常也只达到地球之外603公里的太空。而且，太空计划通常也会对火箭的设计上进行改进，以尽量减少发射所产生的碎片。

对于生活在地球上的我们来说，会不会受到坠落地球的太空垃圾的伤害呢？任何在地球轨道中的物体，最终都会受到地球引力的作用而拉回地球——这主要取决于该物体的高度和速度。这些物体的海拔越高，它们坠落地球的路程就越长，而靠近地球时的速度也越快。这些物体可能在地球轨道中停留若干千年。

但是它们有可能从我们的身后袭来吗？幸运地是，大部分的碎片在坠落地球的过程中都会因大气的摩擦而烧毁，迄今为止并没有哪个人因为太空垃圾而受到伤害——英国著作家声称，太空垃圾坠入地球伤人的概率为二百亿分之一。

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