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維護外空的安寧

  


人們普遍擔心，美國公開用彈道導彈打衛星，是對人類和平利用太空的威脅和挑戰
文/《瞭望》新聞周刊記者于濱實習生文娟

美國一顆間諜衛星因電力係統出現故障失去控制，預計會在2月底3月初重新進入地球大氣層。2月21日11時26分（美國東部時間2月20日22時26分），美軍在太平洋海域發射導彈擊落該衛星，並宣稱是為了盡可能減少其對地面的威脅。
此前，俄羅斯與中國在日內瓦共同向裁軍談判會議提交了“防止在外空放置武器、對外空物體使用或威脅使用武力條約”草案，提出通過談判達成一項新的國際法律文書，防止外空武器化和外空軍備競賽。令人遺憾的是美國隨即表示反對。
來自太空垃圾的威脅
在人類日益頻繁的太空探索中，有越來越多的“垃圾”被遺留在太空。據科學家估算，目前大約有超過15萬個、總重量超過3000噸的太空垃圾碎片正圍繞地球以宇宙速度旋轉，其數量正以每年2%∼5%的速度增加。由此推算，到2300年左右，太空軌道也許將被充滿。
按照美國約翰遜太空中心太空垃圾計劃科學家馬克馬特尼的說法，國際太空站最終的命運就是變成太空垃圾，而且是目前地球軌道上最大的太空垃圾。2001年3月23日落入南太平洋的“和平號”太空站便是佐證。
據專家介紹，太空垃圾正在宇宙中構成一個新的軌道殘片環境，形成一條條危險的損傷力極大的垃圾帶。它們與人造衛星一樣，是按照一定的軌道運轉的，但是這些飛行軌道並不能精準地計算，目前人類只能依靠粗略的預測來進行掌握。太空垃圾的存在不僅佔用了宇宙空間，還對人類的航天事業甚至是生存環境都造成巨大的威脅隱患。
科學家將太空垃圾劃分為三種類型：一是可以用現代雷達監視和跟蹤到的，一般都是體積較大的物件，包括衛星、衛星保護罩以及各種稍大的零部件等，現在此類垃圾數以萬計；二是體積較小的物體，如在空間爆炸時產生的發動機等，這類垃圾數量目前數以百萬計；三是數不勝數的核動力衛星及其產生的放射性碎片以及固體推進劑塵粒等微小顆粒。
據一些研究者證實，大于10厘米的太空碎片目前的危害程度尚不是很大，最具潛在危險的是1到10厘米大小的太空碎片。這種尺寸的碎片超過60萬個，它們在太空中的飛行速度一般可以達到3萬千米/小時，速疾量多的特點致使地面控制中心無法對其行蹤進行全面的掌控。
據美國宇航局的調查顯示，2003年“哥倫比亞號”航天飛機著陸時意外解體墜毀的災難就與它被一塊微型隕石或太空垃圾擊中有關。各種垃圾在太空高速運轉，一旦與衛星、航天器相撞，雙方必然是粉身碎骨，其殘骸又成為新的太空垃圾。太空垃圾之間也可能會發生撞擊，撞擊發生後除非可以在墜落過程中燃燒殆盡，否則將會如同雪崩效應一樣，產生更多更細微的太空垃圾碎片，那麼，它們相撞的幾率隨之又大大增加了。這其中，除了能夠被跟蹤監測的一小部分以外，其他的都將變成危及太空的“定時炸彈”。
同時，太空垃圾佔用和污染了包括地球在內的宇宙空間。衛星攜帶的劇毒燃料在穿越大氣層的過程中有可能燃燒不幹凈，若著陸在密集居民區，便對人類生命安全造成直接的傷害。而航天器的發動機在其運行過程中將化學能轉化為機械能，爾後脫落，在脫落過程中會產生出大量放射性污染。美國此次“彈打衛星”，對外的口徑就是稱這顆衛星攜載了有毒燃料。
資料顯示，至少有過兩顆“垃圾”衛星給地面帶來了污染。在1978年和1983年，“宇宙954”號產生的大量放射性殘骸和“宇宙“1402”號的反應堆芯分別墜入加拿大斯克拉芬海和南大西洋。在這兩個事件的處理中，並沒有對地面產生直接的重大傷害，但是，很多人都注意到了，將放射性物體墜入大海並不是解決太空垃圾問題的最佳方法，除了對海洋生態產生破壞外，此舉還可能誘發通過改變海洋生物的基因進而間接影響到人類的生存質量的問題。
如何控制和減少隱患
在太空垃圾的問題上，減少其數量和實現對其運行軌道的監控以避免撞擊事件的發生，是目前人類面臨的緊迫的任務。
首先，加速發展太空監控係統，對太空垃圾進行嚴密的監視和跟蹤，並採取有效技術手段，使航天器力避太空垃圾。美蘇兩國在冷戰時期為監視對方導彈進攻及間諜衛星而研發的跟蹤係統，仍然是目前比較先進的太空垃圾定位監視係統。它們能探測到低軌道上10厘米大小和地球同步軌道上1米大小的碎片。在有效監控的基礎上，可利用航天器改變有可能撞擊地球的天體或太空垃圾的運行軌道。
據了解，目前的國際趨勢是研發不需引爆、無核污染即可改變天體軌道的航天器及相關技術。如美國的“引力拖車”法就是這一類。還有一種尚在實驗階段的處理方法叫“激光掃帚”，當它鎖定太空垃圾目標後，發出一束激光，照射在太空垃圾背離地球的一端，使之部分升華為氣體，利用氣體的反作用力推動太空垃圾朝地球的方向運動，最終使其進入大氣層。
其次，加強在國際范圍內對于空間利用法規的制定，禁止在太空進行試驗和部署各種武器，禁止發射核動力衛星，禁止空間研發成為軍備競賽的內容。成立于1959年的聯合國和平利用外層空間委員會，先後草擬了《關于各國探索和利用包括月球和其他天體在內外層空間活動的原則條約》（簡稱《外層空間條約》）等5項有關外空的國際條約，一些重要原則和規定對于各國合理、和平利用太空資源起到了積極作用。
中國在1983年12月加入《外層空間條約》。多年來一直堅持和平發展的原則，在壯大自己和平利用太空力量的同時，也為世界營造了和諧的空間發展環境。2003年10月15日，從太空傳來的第一聲來自中國的問候就是“和平利用太空，造福全人類”。日前溫家寶總理在回答美聯社記者提問時又鄭重重申：中國和平利用太空的立場是不變的。
第三，在目前沒有專門機構人員負責清理太空垃圾的情況下，要求各國採取措施，在發射過程中盡量減少太空垃圾的產生，對末級火箭採取燃盡推進劑和高壓氣體排空，避免末級火箭爆炸產生輻射和新的太空垃圾。中國早在上世紀90年代末發射“長徵4號”之時，即已掌握相關技術，改進了火箭末級設計，通過增加一個殘余推進劑排放係統，消除了火箭末級在完成飛行使命後在軌爆炸的危險，避免了更多太空垃圾碎片的產生。
除此之外，中國還建成並投入使用了可跟蹤空間碎片動態數據庫，同時還開展了空間碎片超高速碰撞地面模擬實驗研究、航天器規避空間碎片碰撞和預警軟件的研制，探索微小空間碎片高速撞擊地面模擬實驗技術，為全面開展空間碎片防護研究奠定了技術基礎。
再就是發展太空垃圾清除技術。對已完成任務的運載火箭末級採取轉移軌道措施，使其返回大氣層燒毀；對已達到設計壽命的衛星，使其獲得逃逸速度，在地面監控係統的操作下遠離近地空間或轉用清除裝置進行清除。
近來，對于太空垃圾的處理，似乎出現了一種尚未成為共識的“新思路”，即美國間諜衛星因故障將撞向地球，為防不測，美決定使用導彈進行摧毀。據國際輿論稱，這是航天史上首次使用導彈對一個作為龐大整體的太空垃圾進行處理。此舉在國際社會引起了強烈反響。人們普遍擔心，美國公開用彈道導彈打擊衛星，是對人類和平利用太空的威脅和挑戰。
重視天體災難預警
科學家認為，微小的太空垃圾顆粒對于航天器的撞擊幾乎是不可避免的。技術發展到現在，人類的主觀能動性也只能在“防禦”的層面上起作用，這種消極的處理思路在實際運用上就是“舍矛取盾”，即為太空飛行器量身定制合體的盾牌，採用鋁制外殼，並在外殼與太空艙體間填充防彈纖維。
試驗顯示，填充10厘米厚的這種材質就完全可以使1厘米左右、速度為10千米／秒的來犯物體停止下來。而對于較大體積的物體，則可以直接閃開。監控係統可以實現對可能造成威脅的目標的跟蹤、對潛在威脅的預報、對威脅天體與威脅目標接近時間的預報，等等。當確定物體有危險性時，有關各部門會在協調一致後決定對空間站的運行軌道進行適度調整，以減少撞擊的可能性。
其實，最讓人類恐慌的莫過于對于天體與地球的撞擊預警。英國隕石專家莫尼卡格拉迪說，“近地小行星和地球相撞只是時間問題，而不是會不會的問題。許多更小的太空物體都在衝入地球大氣層時熔化了，所以沒能和地球發生碰撞。然而，直徑超過1公裏的小行星將每隔數十萬年和地球相撞一次，直徑大于6公裏的小行星將每隔數億年和地球相撞一次，這樣的撞擊將會引發滅絕性災難。”
2004年9月29日，從距離154萬公裏的地方與地球擦肩而過的“圖塔蒂斯”小行星讓全世界的天文學家緊張不已。一些專家介紹說，如果這樣的小天體真撞上地球，它一定會引起災難，災難可能是洲際性的，會給一塊相當大的陸地造成危害，如果落到了海洋上，要引起巨大的海嘯。
有報道稱，美國宇航局一直在對可能會在將來撞擊到地球的小行星“阿波菲斯”進行嚴密監視。希望能夠最大程度地減小甚至是消除這一隱患。他們為“阿波菲斯”安裝了跟蹤器，並對可能會實行的辦法“引力拖車”進行地面觀測和成功幾率的考證，而且已經制定出通過發射太空飛行器以對小行星產生引力、使其改變軌道的方案，同時決定耗巨資建設太空保護網。
維護外空的和平與安寧，可以說是國際社會的共識。中國外交部發言人劉建超2月21日這樣回答美國發射導彈擊中失控衛星一事：中方正在繼續密切跟蹤美方此舉可能對外空安全以及其他國家所造成的損害。□