本报记者 李月红

　　在一次次“近身肉搏”中，太空作业越来越力不从心了——

　　日前，国际空间站提升轨道，以躲避一块俄罗斯气象卫星的碎片；也是在差不多的时间，空间站再度点燃推进器，移动了大约0.8公里，以避免被欧洲的亚利安火箭碎片击中。自空间站1998年进入轨道以来，已经不下几十次为了闪避太空垃圾而移动，而最近两次“挪窝”的频率，似乎不那么妙。

　　而科学界带来的最新消息，并不那么振奋人心——

　　最近，澳大利亚一组科学家声称正在研究从地球发射激光，来分解绕着地球旋转的太空垃圾，这项工程将在10年内实现运作。这是自多年前科学家提出这一理论以来，首次给出了可实践操作的时间表。

　　只是，还要等10年。对于空间碎片总数超4000万个，每年至少新增200多个碎片的太空而言，这个巨大的垃圾场需要科学界拿出更快更有效的解决方案。

　　地面追踪太空垃圾

　　从地面发射激光，来分解太空垃圾。最近，澳大利亚政府宣布，将拿出2000万美元用于合作研究，用激光对太空垃圾进行定位、跟踪最终移除。研究团队将整合政府、学术界及航空业界多方力量，预计总投入需要9000万美元。

　　“这采用的是一种地基激光清除空间碎片的方式。”浙江大学航空航天学院副教授陈丽华告诉本报记者，它是将激光站部署在地面，激光束通过大气传输，作用在空间碎片表面，表面烧蚀反喷获得速度增量，降低原来轨道速度，改变碎片轨道近地点高度，“当近地点高度低于150公里时，碎片很快坠入大气层中，在气动阻力作用下迅速烧毁。”

　　事实上，采用激光对付太空垃圾的想法，不是第一次提出来，不过这一次将这一概念向实践推进了一大步。“以前，科学家也提出过建天基站，直接将激光站建到外层空间，这样可以避免激光在大气传输时能量受到衰减。不过，它的成本很高而且维护很困难。”陈丽华认为。

　　“目前，全球科学家更多倾向于地基激光方式，尤其以美国航天局的ORION计划最具代表性。”陈丽华说，建天基站，一旦稍微设计失误，就会成为新的太空垃圾；而地基站从捕获、跟踪到清除碎片，每次操作过程只需要几分钟的时间，它甚至可以清理厘米级碎片，更为重要的是目前激光器和相关技术发展已具有技术上可行性。

　　据了解，澳大利亚正与美国航空航天局合作，用太空望远镜追踪太空垃圾。根据计划，科学家将先推出跟踪设备，以避免太空垃圾相撞产生更多垃圾。

　　数量已达“临界点”

　　美国宇航局一项最新报告显示，地球周围的太空垃圾数量已经达到“临界点”。

　　目前，科学家可以跟踪监测的大型太空碎片就有2.2万块，此外还有无数的小型碎片无法被人们跟踪监测。科学家们一直担心人造卫星撞到巨大太空垃圾的可能性，一旦人造卫星受到破坏，电视信号、天气预报、全球定位导航以及国际电话都将受到严重影响。

　　“以10克碎片为例，它的飞行速度可达到每秒10公里，相当于轿车以每小时80公里速度行驶的动能。”陈丽华说。随着人类航天活动的不断增加，空间碎片会沿着原航天器相近的轨道飞行，最高可达到每秒13公里。

　　尤其在800公里至1200公里的轨道高度，碎片分布密度最大，对空间站、飞船和卫星造成严重威胁。而根据轨道的不同，碎片会待在轨道上几十年，甚至几个世纪。

　　“1厘米至10厘米量级空间碎片潜在威胁最大。”陈丽华认为，这一量级的空间碎片数量最大，探测较为困难，且撞击动能较大，结构防护困难，只能采用清除方法，通过较小经济代价，消除其对低轨空间航天器的撞击风险。

　　看到这里，你可能会好奇国际空间站是如何闪避最近一月的两次撞击风险。据陈丽华介绍，应对尺寸小、撞击动能小且规避困难的1厘米量级碎片，设计之初，一般空间飞行器都会在表面增加结构防护层；而对于超过10厘米的碎片，基本靠“躲”——由于其数量少，科学家通过雷达探测，对其进行编号，通过控制系统进行机动规避。

　　多种方案破解碎片

　　毕竟，躲闪不是长久之计。100年后，近地轨道或许没法用了。除非人类进入太空，积极清理空间碎片。

　　随着人类航天活动的日渐增多，科学家们更担心的是“凯斯勒症候群”预言成真。早在1978年，美国科学家唐纳德·K·凯斯勒便提出一种理论假设，即当近地轨道运转的物体密度达到一定程度时，这些物体碰撞后产生的碎片能够形成更多的新撞击，形成级联效应，以致近地轨道最终将被太空垃圾所覆盖，太空探索将会被迫停止。

　　试想一下，这些太空垃圾以每秒10公里至13公里的速度飞行，它们蕴藏着巨大的动能：一块10克重的太空垃圾撞上卫星，卫星会在1.5秒内被打穿或被直接击毁。而且每一次太空垃圾的相互碰撞不会互相湮灭，而会产生更多的碎片，再次增加太空垃圾的数量。

　　“总的来说，在低轨道区域，目前对太空碎片的整体解决方案是，小碎片施行激光束处理清除，对中等碎片进行“撒渔网”清除，对大碎片进行机械手臂式的拉拽清除。”陈丽华说，根据太空法规定，各国需要主动为航空器安装自毁系统，卫星运行寿命结束后，这种系统将卫星推入大气层进行燃烧焚毁，避免产生新的大尺寸垃圾，但执行效果并不好。

　　相比起激光扫帚，其他方法也正在不断探索中。一种是采用更清洁的发射和设计标准，比如限制爆炸螺栓的使用，以减少进入近地轨道的垃圾数量，一些商业公司和太空机构在这方面已经取得进展；部分国家则投资研发能确定太空垃圾位置的系统，比如“太空篱笆”，大大提高了识别更多更小碎片的精准度；还有一些更天马行空的想法，比如磁网捕捉、轨道转移器等，将太空垃圾大面积转移。就像科学家们激烈地讨论全球变暖，听起来是不是有点杞人忧天？丢垃圾总是不需要成本。可代价呢，总是后知后觉。