地球周围有多少太空垃圾?

截至目前,各国航天机构追踪到的直径大于 10 厘米的碎片超过 3.6 万块。直径 1 到 10 厘米的碎片估计超过 100 万块。小于 1 厘米的微碎片可能超过 1.3 亿块。

听起来很多。但这些数字本身不是最可怕的。

最可怕的是:这些垃圾还在变多。而且让它变多的不是人类继续往上扔东西,而是它自己。

太空垃圾在近地轨道上的飞行速度大约是每秒 7 到 8 公里。

这个速度意味着什么?一块 1 厘米大小的碎片撞上卫星,释放的能量相当于一颗手榴弹。一块 10 厘米的碎片撞上去,效果接近一枚炸弹。

打开网易新闻 查看精彩图片

但真正致命的不是单次撞击。而是撞击之后发生的事。

一颗报废卫星和一块碎片相撞,不会只变成两块。它会碎成几百块、几千块新碎片。这些新碎片继续在轨道上高速飞行,每一块都可能再撞上别的东西。

撞一次,变多。变多了,再撞。再撞,再变多。

这就是凯斯勒综合征——太空垃圾的级联效应。

1978 年,NASA 科学家唐纳德·凯斯勒提出了这个理论。

他的核心预测是:当轨道上的物体密度超过某个临界值后,碰撞产生的碎片速度会超过碎片被清除(比如大气阻力拽回大气层烧掉)的速度。

一旦越过这条线,碎片数量就进入自增长模式——不需要人类再往上发射任何东西,碎片会自己制造自己。

近地轨道会变成一个越来越密的高速弹幕场。

这不是纯理论。它已经开始发生了。

2009 年 2 月,美国的"铱星 33 号"和俄罗斯已报废的"宇宙 2251 号"在 790 公里高度相撞。这是人类历史上第一次两颗完整卫星在轨相撞。

打开网易新闻 查看精彩图片

那次碰撞产生了超过 2000 块可追踪碎片,以及数以万计的不可追踪微碎片。这些碎片到今天还在轨道上飞。其中一部分已经散布到了其他轨道高度。

2007 年,中国用导弹击毁了一颗自己的报废卫星(风云一号 C 星)。那次反卫星试验产生了超过 3500 块可追踪碎片,成为近地轨道上单一事件产生碎片最多的一次。

每一次碰撞或爆炸,都在往"弹幕"里加弹药。

问题是:清理太空垃圾极其困难。

碎片体积小、速度快、轨道各异。你不能像扫地一样把它们扫走。目前全球在研的清理方案——机械臂抓取、激光推偏、拖网捕捞——都还停留在技术验证阶段,能处理的数量远远不够。

而碎片的增长速度正在加快。随着近年来商业卫星星座(比如 SpaceX 的星链)大规模部署,近地轨道上的活跃卫星数量在几年内从几千颗飙升到上万颗。更多的卫星意味着更大的碰撞概率。

人类往天上送卫星的速度,正在和凯斯勒综合征赛跑。目前看,人类没有明显领先。

如果凯斯勒综合征真的失控,会发生什么?

近地轨道会变成一个高速碎片层。任何新发射的卫星进入这个轨道,都有很高的概率被碎片击毁——然后它本身又变成新的碎片来源。

GPS、气象卫星、通信卫星、地球观测卫星——现代文明依赖的绝大多数太空基础设施,都在近地轨道或经过近地轨道。

太空垃圾不是一个环保问题。它是一个可能卡死人类太空能力的战略问题。

太空垃圾最反常识的地方就在这里。

你以为太空那么大,扔点垃圾不算什么。但近地轨道并不大——它是一层很薄的壳。而这层壳里的一切都在以每秒七八公里的速度飞。

在这个速度下,一颗螺丝钉就是一颗子弹。一块碎片就是一颗炸弹。一次碰撞就是一次连锁反应的引信。

太空垃圾不需要多。它只需要撞一次,就能自己变多。而"变多"这件事,一旦开始,可能就停不下来。