处理太空垃圾迫在眉睫

　　几个世纪以来，天文学家一直惊叹于复杂的星座、一扫而过的彗星和月球的稳定相位。然而，从20世纪50年代开始人类首次突破地球大气层后的60年里，天空被一些不那么令人兴奋的东西挤满：这就是太空垃圾。
　　太空专家表示，目前至少有2。5万个物体正在地球上空疾驰，包括废弃的火箭助推器、报废的卫星和各种太空任务完成后解体的微小碎片，其中一些物体的速度达到每秒8公里。碎片不断增加，撞击到其他碎片上，造成更多碎片，将仍在运行的航天器置于危险中。
　　如果不清理现有的碎片以防止进一步积累，这样的碰撞很可能会呈指数级增长。由此产生的积聚使轨道条件变得危险，威胁到宇航员的生命，并危及有价值的太空技术和研究。整个轨道可能会受到污染，无法使用。
　　航天大国需要优先考虑这一问题，以确保未来几代人的空间经济安全和可持续性，但这将需要大规模合作并有赖于大量创新。
　　共同的烂摊子，共担责任
　　据《新闻周刊》报道，最近备受瞩目的碰撞事件引起了专家对太空碎片的关注。2009年，美国发射的Iridium33通讯卫星与俄罗斯已废弃的Kosmos2251卫星相撞，造成数千块新的碎片在太空中高速飞行。尽管其中一些在地球大气层中烧毁了，但仍有2000多个可追踪的碎片存在于太空。
　　2021年，俄罗斯反卫星试验产生的碎片导致国际空间站（ISS）上的机组人员躲在太空舱里，随时准备疏散。虽然他们当时安然无恙，但在今年早些时候，一块碎片在国际空间站的一个机械臂的隔热罩上刺穿了一个5毫米宽的洞。
　　从油漆桶大小的碎片到校车大小的助推器，近地轨道上的太空垃圾对科学家数十年的研究和探索努力构成了几乎不可估量的风险。随着像美国太空探索技术公司（SpaceX）的星链（Starlink）这样的巨型卫星网络继续发射，这种风险比以往任何时候都要大。
　　LeoLabs是一家隶属于斯坦福大学国际研究院的科技初创企业，该公司高级技术研究员达伦麦克奈特（DarrenMcKnight）认识到应对这一挑战的必要性。他说，这需要领导力，但他表示，为什么我们不能合作清理越积越多的烂摊子？
　　解决方案：四臂机器人VS。磁铁卫星
　　由于担忧碎片问题，全球多个组织于2021年发布了一份航天工业碎片声明，承诺致力于减少碎片和保护地球轨道，确保子孙后代的可持续性和安全。
　　签署方包括空中客车公司和洛克希德马丁公司，以及其他许多在航天制造和旅行领域的知名企业。一些签署方与全球未来空间理事会集思广益，提出了防止碰撞的统一交通管理系统，商定了所有利益攸关方坚持的可持续性政策，并为退役卫星和其他碎片创造了报废清除技术。
　　欧洲航天局（ESA）已经在努力清理近地轨道，近地轨道的碎片构成了最大威胁。该机构选择了瑞士公司ClearSpace，签署一份价值1。04亿美元的合同，以捕获大型碎片并使其脱轨。首席工程师穆里尔理查兹（MurielRichards）表示，计划于2025年启动空间碎片清除任务，发射名为ClearSpace1的四臂机器人，它将像爪子一样运行。
　　碎片物体会随机翻滚，理查兹说，机器人的动作要与物体的速度相匹配，减慢翻滚速度，然后抓住它。最后，机器人把自己放在一个回到大气层的轨道上。将碎片带入地球大气层，会使它们燃烧或无害地降落到太平洋上。
　　另一家日本太空初创公司AstroScale也在进行类似的项目。AstroScale正在开发一种名为ELSAd的航天器，重达200公斤，这将是世界上第一颗使用磁铁收集太空垃圾的卫星，与美国太空部队的轨道原动力计划相联系。
　　另类方案：就地取材重新利用
　　其他计划包括将碎片进一步送入墓地轨道，在那里它们不能干扰大多数太空旅行和现有的卫星或太空望远镜。一些工程师希望，更大的物体，如报废的火箭机身，可以被重新用于小型空间站。旅行者太空公司旗下的NanoRack公司高级副总裁马歇尔史密斯（MarshallSmith）认为，这可能是处理碎片的一种经济高效的方式。他们目前正在研究在太空中焊接的工作原理，以便在不需要返回地球的情况下，可以将轨道上的材料投入使用。
　　至于较小的物体，比如那些已经损坏了的国际空间站碎片，对于正在服役的宇宙飞船和卫星而言仍有责任进行导航，以避免潜在的撞击。限制更多微小碎片的产生也是至关重要的。航海者航天控股公司董事长兼首席执行官迪伦泰勒（DylanTaylor）撰文称，在地球上，这意味着国家和私人企业之间的全球合作，必须不惜一切代价避免重演Iridium碰撞事故或反卫星试验碰撞事件。
　　一些公司甚至与世界经济论坛合作，创建空间可持续发展评级（SSR），预计将于2022年推出。任何组织在执行任务期间自愿提交关于其可持续性工作的表格，都将根据任务的碎片缓解方法、为避免碰撞而采取的措施、与国际准则的一致性等情况获得分数。泰勒希望SSR将鼓励整个行业减少浪费和提高透明度。
　　警告凯斯勒综合征实时上演
　　欧洲航天局警告，如果世界一切照旧，我们可能会看到凯斯勒综合征实时上演。该术语以美国宇航局前科学家唐纳德凯斯勒（DonaldKessler）的名字命名，描述了一种潜在的灾难性多米诺骨牌效应，类似于2013年科幻电影《地心引力》中虚构的碎片风暴。
　　卫星碰撞会产生轨道碎片，每一次碰撞都会增加进一步碰撞的可能性，导致地球周围碎片带的增长，凯斯勒在1978年写道，这样的地球轨道带中的碎片通量可能会超过自然流星体的通量，影响未来的航天器设计。
　　接受这一挑战，意味着要拯救生命和敢于耗费金钱。此外，它还可以促进更强劲的空间经济。用于清洁太空和防撞目的的新型工具，如ELSAd或ClearSpace1，将需要无限期地维护，对碎片负责将使卫星制造商、商业宇航员和空间组织感到放心：太空旅行是安全的。
　　泰勒表示，抓紧时间清理太空垃圾将表明太空行业对可持续发展的承诺，并为未来的空间发展铺平道路。
　　编译：南都记者史明磊