■ 本期观点：绕着地球“跑”的空间碎片已多至“临界点”，随时会相撞。而一旦互撞，就会制造更多碎片，危及航天员和卫星安全。各国应共同努力，对卫星的发射和管理制订规范准则。

■本期嘉宾：国家空间天气监测预警中心研究员薛炳森

■采访人：本报记者张静

9月1日，欧洲航天局 （ESA）公布了一张近地轨道区域的空间碎片合成图片。该图片上的空间碎片是由从1957年10月4日至2008年1月1日期间世界各国发射的约4600枚火箭所携带的6000颗卫星产生的。

美国日前公布的研究结果显示，绕着地球 “跑”的空间碎片已多至 “临界点”，随时会相撞。而一旦互撞，就会制造更多碎片，危及航天员和卫星安全。

逐渐增加的空间碎片，有限的近地空间，这一切意味着什么？

空间碎片危及卫星安全

1996年7月24日清晨，设在英国萨里大学的卫星控制中心一切如常。 9时48分，操作台上红灯突然闪烁，报警声此起彼伏，樱桃色卫星的姿态失去了控制，原本应稳定指向地球的卫星急速翻起了筋斗。

卫星失控竟是受到一个太空垃圾的影响，其在接近樱桃色卫星时，距离仅为1.5千米，相对速度为14千米/秒。尽管1.5千米的距离以地面标准看，并不近，但由于其巨大的相对速度，这个距离在近地空间已经非常近了，极大地影响到卫星的运行。

小小的一个太空垃圾就有如此大的威力，称其为卫星 “杀手”一点也不为过。 “太空垃圾其实就是空间碎片，是指近地轨道上的或重返大气层的无功能人造物体，包括其残块和组件部分。例如，过了服务期限的航天器、卫星碎片等。”据薛炳森介绍，在过去50年中，大量发射的航天器和运行的空间系统直接造成空间碎片总数的快速增长。截至目前，太空垃圾总数已经超过4千万个，总质量已达数百万千克，且大小不一。

薛炳森表示，空间碎片对卫星造成了严重的碰撞危险。目前，人类在遥感、通信和导航方面日益依赖于空间系统，了解这种威胁的性质，采取有效应对措施非常重要。空间碎片的破坏力相当惊人，由于它与航天器撞击的平均相对速度是10千米/秒，若与炸药相比， 1克空间碎片的能量相当于24克炸药爆炸时释放的能量。

无处不在的风险

空间碎片虽小但破坏力巨大，其威胁不仅存在于天上，在陨落时也会威胁到地面生态系统。 1978年1月24日，苏联雷达卫星宇宙954发生故障，在加拿大西北上空解体，卫星上30千克浓缩铀和反应堆陨落，放射性碎片遗洒在800千米长的地带上，清除费用高达1400万美元。

空间碎片在陨落过程中，首先和大气层发生摩擦，高温、高压使其融化和解体，最终仍有一些陨落到地面。这些碎块携带的高速热流会对地面的生态系统造成威胁，并危及人类的生产生活安全。除了有高速热流的危险，还有机械撞击危险，此外还会对环境造成化学和放射性污染，特别是以核能为动力的航天器陨落时，放射性物质的大面积扩散和污染，后果十分严重。

如果空间碎片陨落在大海，或者荒无人烟的沙漠，几乎不构成威胁。但是如果陨落在人口稠密区，甚至陨落在都市，其后果不堪设想。

还卫星洁净空间

美国提出的太空垃圾 “临界点”，给我们敲响了警钟。 2009年美俄卫星相撞形成的可观测碎片超过1000个，威胁着附近轨道在役卫星的安全。国家空间天气监测预警中心对风云三号卫星的碎片环境监测结果显示，进入卫星10公里警戒范围的碎片有三分之一来自两颗碰撞卫星。

“这些碎片发生碰撞又会以几何级数增长成新碎片，这种恶性循环一旦形成，外空间最终将被碎片充斥，卫星将再无安全可言。”薛炳森表示。

空间碎片的来源很多，各种来源产生的碎片尺度也不相同。据薛炳森介绍，地面监测系统能测定的大碎片主要来源于遗弃的航天器、运载火箭箭体和操作性碎片，爆炸解体碎片则大小都有。各个航天国家造成的碎片数量也相差悬殊。

“各国应共同努力，对卫星的发射和管理达成规范准则，最大限度地减少碎片的产生，尽量降低空间物体的碰撞危险。”

2004年6月28日，欧洲航天局发布了 《欧洲空间碎片减缓行为准则》（以下简称《准则》）。 《准则》规定碎片控制方案应成为卫星任务方案中不可缺省的部分，并要求认真监督实施。 《准则》建议卫星发射应对设备和过程进行优化，尽量减少除卫星以外的物体，如自带垃圾袋等，进入太空，减少空间垃圾数量。《准则》对一些细节也作出了规定，如卫星脱离时的爆炸螺栓的处理。此外，《准则》还规定卫星应作所谓“钝化”处理，即卫星被撞后也不会发生爆炸，产生过多的碎片。

最重要的是， 《准则》提出划定地面高度2000公里和地球同步轨道200公里以内作为安全区的建议，非工作卫星应远离上述区域。尽管这将增加卫星发射成本，但却是保护空间安全，促进空间技术可持续发展的权宜之计。 （来源于2011年9月15日《中国气象报》 作者：张静）

中国气象局官方网站