地月空间隐形危机 | 太空垃圾密布，我们如何保障太空安全？
地月空间隐形危机 | 太空垃圾密布，我们如何保障太空安全？
太空垃圾，也被称为空间碎片或轨道碎片，是宇宙空间中除正在工作的航天器以外的人造物体。这些物体包括运载火箭和航天器在发射过程中产生的碎片、报废的卫星、航天器表面材料的脱落，以及由于碰撞、爆炸等事件产生的新碎片。
这些在太空中的碎片，比高速公路上汽车行驶最高时速快近300倍。
碎片在太空中以大约每秒10公里的速度移动，由于碰撞中的两个物体都移动得很快，所以相对速度会更高。
如尺寸接近手机大小的10厘米物体可能将一颗普通卫星撞成碎片；或类似于螺丝钉大小的1厘米物体可能穿透或损伤国际空间站上的防护罩，尽管这种穿透能力取决于防护罩的具体材料和设计强度。因此，运行在地球轨道上的这些太空垃圾无时无刻不在提醒我们，太空环境的复杂性和对航天器安全的持续挑战。
太空垃圾从哪里来
1.卫星失效后在轨道上解体，是太空垃圾的主要来源之一。
1989年，空间碎片监测机构发现一颗名为“宇宙线背景探测器”的卫星产生了大约76块空间碎片，直径都是大于10厘米的较大空间碎片。
奇怪的是，这颗卫星在碎片产生后仍在正常工作，并没有发生因运行异常而解体的情况。后来，这颗卫星甚至圆满完成了寿命期内的全部观测工作，但产生空间碎片的原因仍然没有找到。体积最大的太空垃圾，一般来源于失效的航天器本身。例如，卫星在到达寿命后，如果没有采取离轨措施，就会成为滞留在轨道上的“死星”。
2.除了失效的卫星外，火箭的二级、三级或上面级等推动卫星入轨的部分，也是太空垃圾的主要来源之一。
这些航天器中一般还残留着部分推进剂，在发射后一天乃至几十年的时间中，残留的推进剂有可能会发生爆炸，产生少则几块、多则数百块的空间碎片，这些碎片的飞行速度各异。根据欧空局2020年10月发布的年度空间环境报告，由火箭剩余部分爆炸产生的太空垃圾危险程度最高。
失效卫星间的碰撞会让两个大型太空垃圾变成数量庞大的空间碎片。2009年2月11日，美国通信卫星“铱星33”与已经报废多年的俄罗斯卫星“宇宙2251”在西伯利亚上空发生激烈碰撞，造成了人类历史上首次卫星与卫星相撞的重大事故。本次碰撞产生了多达2000块体积较大的太空垃圾，以及数量更多的、无法追踪的小太空垃圾。
3.航天器上脱落的部件、油漆片，甚至是航天员出舱活动时不小心弄丢的扳手、工具，也都会成为太空垃圾。
按照尺寸的不同，太空垃圾一般被划分为大碎片、危险碎片和小碎片三类。
其中，大碎片的尺寸大于10厘米。虽然可能产生的破坏最大，但这些碎片可以被地面设备跟踪监测和编目，正在工作的航天器可以针对它们采取规避措施。
尺寸小于1厘米的小碎片，虽然无法被追踪，但它们的动能较小，航天器可以通过加强防护结构的方式进行应对。
而对于尺寸介于1~10厘米之间的碎片，既无法被跟踪，又具有可观的破坏力，对航天器的潜在威胁最大，因此被称为危险碎片。根据7月19日，欧空局发布的年度《空间环境报告》显示目前空间监测网跟踪到约3.5万个空间物体，其中约9100个是有功能的航天器，其他约2.6万个是大于10cm的碎片。大于1cm的碎片数量大于100万。
硬币大小就可击穿”天宫“
太空垃圾一般在高300-450公里的近地轨道上以每秒7-8公里，而在36000公里高度的地球静止轨道上则以每秒3公里的速度高速运动，根据轨道倾角碰撞时的相对速度甚至可以达到每秒10公里以上，因此具有巨大的破坏力。
如果太空垃圾与运作中的人造卫星、载人飞船或国际空间站相撞，会危及到设备甚至宇航员的生命。据计算，一块直径为10厘米的太空垃圾就可以将航天器完全摧毁，数毫米大小的太空垃圾就可能使它们无法继续工作。而太空垃圾也因此成为了国际问题。
太空垃圾该往哪里去
地面的垃圾，我们可以将其拾起扔进垃圾桶、分类，那太空垃圾应该怎么处理呢？
保持清洁：限制空间垃圾的产生，例如将停止工作的卫星推进到其他轨道上，避免碰撞。
探测控制：使用雷达和光学系统监测太空碎片。开运集团对太空碎片监测方式采用建设全球光学观测网络，通过跟踪、巡天、定位、定轨、编目的全流程技术手段，快速、精准获取太空目标数据，建立一套完全自主可控的实时太空数据库。
移动雷达：例如日本本州岛冈山县的远程控制雷达，专门用来跟踪太空垃圾移动。
空间碎片拖船：设计新型拖船来移除空间碎片。
加强国际合作：太空环境的治理需要国际社会的共同努力。
例如，2023年10月2日，美国联邦通信委员会（FCC）首次对太空垃圾开出罚单，要求美国广播电视运营商Dish支付15万美元，原因是该公司未能将一颗卫星送入安全轨道。这不仅开创了处理不良行为者在地球轨道上留下危险垃圾的先例，而且可能会给整个行业带来冲击。
如果太空垃圾无节制地继续增长，将会引发“凯斯勒效应”——空间碎片在太空中进入连环撞击的状态，轨道资源因为太空垃圾的污染而枯竭，人类再也无法将航天器发射到特定轨道上去。
有关研究人员已经通过多种渠道呼吁政府部门和航天企业对大规模通信星座带来的太空垃圾新威胁加以重视，以免在未来丧失对空间的有效利用。