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中国作家协会主管

太空垃圾与保护外层空间环境
来源:文艺报 | 马 栋  2022年07月25日08:43

《星空清理者》剧照

 

“2068年,一颗毫不起眼的废弃螺丝钉,以约8km/s的速度撞上一架正行驶在大气层外的Alnair-8型超高空客机,导致了一场史无前例的航空灾难,宇宙垃圾和空间残骸问题开始引发人们的广泛关注。”

“废弃人造卫星、航天飞机抛下的燃料箱、空间站建造过程中产生的废弃物……这些残骸以接近8km/s的速度围绕着地球旋转,这类残骸如果同航天飞机发生碰撞,极易造成重大事故,对现役的空间站和航天器都是巨大威胁。为避免悲剧重演,也为了宇宙的进一步开发,残骸的处理问题日趋紧迫。为此,人类依托商业公司设立了残骸回收部门,对太空垃圾进行专门回收和清除……”

2003年,一部讲述太空垃圾回收人员工作和生活、名为《星空清理者》的科幻动画,成为继《风之谷》后,第二个原作及改编动画双双斩获“星云奖”的作品。这是一部讲述在未来的2075年,人类面对早期宇宙探索蛮荒时期遗留的宇宙垃圾的问题,如何进行自救与处理,并在这一过程中深刻反思自我的作品。在如今各国持续加速自身太空探索、宇宙商业化开发进程提速,以及太空垃圾侵占稀缺近地轨道资源的复杂背景下,对人类今后该如何合理开发外层空间环境,具有深刻的启发意义。

自1957年人类第一颗人造地球卫星发射升空以来,截至2020年,人类已经向太空发射超过5000颗卫星,其中在轨卫星总数约3300颗,报废卫星2000余颗。根据欧洲航天局统计,目前大概有34万个直径超过10cm的各类人造废弃物及其衍生物环绕着地球,其中直径1cm—10cm之间的废弃物超过90万个,小于1cm的废弃物体数量则超过1.28亿个。在摆脱重力束缚的宇宙空间中,任何拥有质量的物体,小到一颗松动脱离的固定螺丝,大到超出运行寿命的报废卫星,在极高的飞行速度下,任何一次碰撞都将引发如同多米诺骨牌般的“级联碰撞”,使太空垃圾的数量呈指数级地增加,并引发连锁反应,造成大量卫星的损毁。最终,这种恶性循环会使近地轨道被太空垃圾覆盖,令发射新的航天器变为风险极高、几近不可能的事。1978年,美国宇航局科学家唐纳德·凯斯勒首次提出这一理论假说,并被科学界引申为“凯斯勒现象”。

随着近年来近地轨道资源的持续开发,以及卫星发射商业化运营进度的进一步加速,人类向地球近地轨道发射卫星的数量呈爆炸式的增长——仅2021年一年时间,全球总计进行了145次火箭发射,发射入轨航天器1732颗。不仅如此,如美国太空探索公司(SpaceX)的“星链”计划,更是计划将总计3万颗通信卫星送入轨道。似乎不必等到作品中预言的2075年,在不远的将来,甚至是当下,人类已然在面临太空垃圾带来的一系列问题。而动画中出现的“太空垃圾威胁在轨航天器正常运行”的场景,早已在现实中多次上演——2014年3月和 4月,国际空间站为躲避两块分别来自欧洲和俄罗斯的卫星残骸,在3周时间内被迫两次进行变轨躲避;2016年4月,国际空间站上的对地观景台玻璃,出现了一个因太空垃圾撞击而产生的直径约7毫米的裂纹……正如地表上的工业和商业建设会对环境产生不可估量的破坏,地球外层空间在商业化开发下,也同样被太空垃圾问题困扰。但不同于受到重力影响的地表,无重力环境进一步提高了太空垃圾的清理及回收难度,也导致清理成本之高几乎难以有任何商业价值。

在《星空清理者》这部作品中,主角所就职的“残骸课”因为垃圾回收效益不高,不受公司重视,导致部门预算和编制减半,总是被内部其他部门轻蔑地称作“半课”。仅仅一个部门几个人的辛勤工作,在面对海量的宇宙垃圾时,总是显得杯水车薪。但值得庆幸的是,在现实中,人类已经在众多事故后认识到太空垃圾的危害,并纷纷开始采取行动。

2021年10月24日,中国成功发射实践二十一号卫星,并将一颗失效的北斗导航卫星从拥挤的地球同步轨道上拖拽到了航天器稀少的更高的轨道上,这标志着航天器被动移位和太空垃圾处理新方式的成功执行。同时,其他航天大国也相继认同空间碎片已经对航天活动造成严重威胁,并开发各种技术携手应对太空垃圾问题。各航天大国协同成立“机构间空间碎片协调委员会(IADC)”的国际合作组织,定期通报各自的航天发射活动,通报各种空间碎片态势,交流各种碎片监测、预警、防护、减缓技术等。此外,联合国也在努力通过“外空活动委员会”每年定期召集各国开会、制定国际规则,努力保护外层空间环境。这似乎也印证了作品中最为人所称道的那句台词:“从这里根本就看不见什么国境线,只有地球……”