製造易、收拾難,太空垃圾該如何解決?

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人類正面對不同的垃圾問題,甚至,如果說我們正被垃圾包圍,亦不過分。因為人類產生垃圾的能力,不僅在地球上得到證明,早在 1957 年,第一枚人造衛星 Sputnik 發射到太空時,便順道將垃圾帶到太空。隨著各類太空計劃展開,遺下更多的火箭、衛星碎片成為太空垃圾,部分雖能在失效前,經操控程序重返大氣,但其餘大量碎片則仍圍繞地球。處理太空垃圾,比地上的垃圾更複雜棘手。

只要存在於太空,且不再有用的人造物體,均屬太空垃圾;包括分離後的火箭推進器、太空人遺下的各類個人物品等。換言之,任何失效的人造衛星,下一秒便是大而無當的垃圾。2011 年,美國國家學院(National Research Council)一項研究報告指,太空垃圾累積已達到「臨界點」。據歐洲太空總署截止本年 1 月數據估算,太空中超過 10 厘米的垃圾約 29,000 件、1 至 10 厘米的約 750,000 件,而 1 毫米至 1 厘米以下的,更超過 1.6 億件。地球軌道上,所有太空垃圾的總質量約 7,500 噸。

「美國太空監測網絡」持續追蹤碎片。 圖片來源:NASA
2001年1月21日,重約70公斤的太空垃圾,在沙特阿拉伯墜落。 圖片來源:NASA

太空垃圾有兩項威脅人類生活的可能性。一是碎片墜落地球並傷及人類:1997 年,一名女子被一枚從天而降,長 6 英寸的金屬撞中肩部目前為止,只發生過一件傷人實例,但沒有做成傷亡的墜落情況時有發生第二種,是對人造衛星及飛行器帶來碰撞風險。人造衛星固然可藉由操縱軌道,避免相撞,但隨著太空垃圾所佔的軌道空間一直擴大,碰撞發生的可能性隨之增加。垃圾以每小時約 28,000 公里的高速圍繞地球,即使只是微細的油漆斑點,亦足以破壞太空中的器械。2009 年,中就發生了第一次碰撞事件;當人們因此不能使用人造衛星時,通訊、定位等服務將繼而失效,生活大倒退不再是危言聳聽。

為此,各方嘗試著手解決問題。不過,垃圾從來製造易,收拾難。本年 2 月,日本宇宙航空機構(JAXA)的清理太空垃圾計劃,就在試行階段宣告失敗科學家們暫時只能設法避免在太空遺留垃圾,減緩垃圾增長。如太空公司 SpaceX 就研發可以重複使用的火箭往返地球。另外,每 11 年,太陽周期(solar cycle)活動會影響地球大氣層的收縮和擴張,部分垃圾被拉向地球,並在大氣中燃燒或墜擊地面。但太陽周期作用有限,僅能稍微緩解太空垃圾的威脅。

縱然,目前只能以消極手法處理太空垃圾,但 NASA 展開新的清理研究,反映科學家及相關組織,並未放棄收拾這堆爛攤子;畢竟垃圾由人產出,最終亦只能靠人清理。