除卻太空中固有的流星體會對衛星與空間站造成危害外,也有人類自己製造的太空垃圾。
地球周圍太空垃圾分布示意圖自20世紀50年代開始進軍宇宙以來,人類已經發射了4000多次航天運載火箭。據不完全統計,太空中現有直徑大於10厘米的碎片9000多個,大於12厘米的有數十萬個,而漆片和固體推進劑塵粒等微小顆粒可能數以百萬計。
不要小看這些太空垃圾,事實上,由於它們飛行速度極快,達到了6~7千米/秒,所以它們都蘊藏著巨大的殺傷力。舉一個簡單的例子:一塊10克重的太空垃圾撞上衛星,便相當於兩輛小汽車以100千米的時速迎麵相撞,所以被撞衛星的直接後果就是會在瞬間被打穿或擊毀!試想,如果撞上的是載人宇宙飛船,後果將不堪設想。
更令人感到頭疼的是,人類對太空垃圾的飛行軌道無法控製,隻能粗略地預測。所以,這些垃圾就像高速公路上那些無人駕駛、隨意亂開的汽車一樣,無法預料它什麼時候刹車,什麼時候變線。因此,它們是宇宙“交通事故”中最大的潛在“肇事者”,而對於宇航員和飛行器來說都是巨大的威脅。
“阿麗亞娜”號火箭就目前而言,地球周圍的宇宙空間還算開闊,所以太空垃圾在太空中發生碰撞的概率很小。但一旦撞上,後果將是毀滅性的。更令航天專家頭疼的是“雪崩效應”——每一次撞擊並不能讓碎片互相湮滅,而是會產生更多碎片,而每一個新的碎片又是一個新的碰撞危險源。如果有一天地球周圍被這些太空垃圾擠滿,人類探索宇宙的道路就被堵塞了。
科學家研究分析認為,太空垃圾可分為三類:①用現代雷達能夠監視和跟蹤的比較大的物體,主要有種種衛星、衛星保護罩及各種部件等,這類垃圾目前已達8000多個;②體積小的物體,如發動機等在空間爆炸時產生的碎片,其數量估計至少有幾百萬個;③核動力衛星及其產生的放射性碎片,截至2000年,衛星送到地球軌道上的這類碎片就達3噸之多。
在1957年10月4日,前蘇聯成功地發射了第一顆人造地球衛星,從此揭開了人類空間時代的序幕,但與此同時也為太空送去了第一批垃圾。當時,雖然宇航員完成了飛行任務,卻把衛星的裝載艙、備用艙、儀器設備及其他遺棄物都留在了衛星軌道上。
此後,隨著人類太空史上的一次次壯舉,太空垃圾卻也與日俱增。人類先後已將4000餘顆衛星送入太空。但目前仍在正常運轉的僅有400餘顆。其餘的或墜毀於地球表麵,或遺留在太空,成為了新的太空垃圾。
據統計,目前約有3000噸太空垃圾在繞地球飛奔,而其數量正以每年2%~5%的速度增加。科學家們預測:如果太空垃圾以此速度增加,將會導致災難性的連鎖碰撞事件發生。如此下去,到2300年,任何東西都無法進入太空軌道了。
“發現者”號航天飛機
所以說,太空垃圾給航天事業的發展帶來了巨大的隱患,它們成為人造衛星和軌道空間站的潛在殺手,並使得宇航員的安全受到嚴重威脅。要知道,太空垃圾是以宇宙速度運行的。一顆迎麵而來的直徑為05毫米的金屬微粒,足以戳穿密封的飛行服;人們肉眼無法辨別的塵埃(如油漆細屑、塗料粉末)也能使宇航員殞命;一塊僅有阿司匹林藥片大的殘骸可將人造衛星撞成“殘廢”,可將造價上億美元的航天器送上絕路。
在人類太空史上,太空垃圾造成的事故和災難屢見不鮮。
1983年,美國航天飛機“挑戰者”號與一塊直徑02毫米的塗料剝離物相撞,導致舷窗被損,隻好停止飛行。
1986年,“阿麗亞娜”號火箭進入軌道之後不久便爆炸,成為564塊10厘米大小的殘骸和2300塊小碎片。後來,這枚火箭的殘骸使兩顆日本通信衛星“命赴黃泉”!
1991年9月15日,美國發射的“發現者”號航天飛機差一點與前蘇聯的火箭殘骸相撞。當時“發現者”號與這個“不速之客”僅僅相距274千米,幸虧地球上的指揮係統及時發去警告信號,它才免於“喪生”。
據計算,目前太空軌道上每個飛行物發生災難性碰撞事件的概率為37%,發生非災難性撞擊事件的可能性為20%。以此計算,今後將每5~10年可能發生1次太空垃圾與航天器相撞事件,到2020年將達到2年1次。