高精尖的宇宙飞船正受到人为“碎片雷区”的威胁。一个办法：使用遥控“清洁卫星”。

在科罗拉多夏延山深处的北美空防联合司令部中心，一位空军上尉正在检查显视仪，他简直不敢相信自己的眼睛：在近地轨道区域内的一颗重要侦察卫星竟成了几块小碎片。是卫星失灵爆炸？还是与人为宇宙碎片或未受跟踪陨石相撞？或是被苏联用反卫星的“碎片武器”所摧毁？

有幸的是北美空防联合司令部的官员现在不需要为此类现象进行争论就可得出正确结论。但是，随着地球外层空间内越来越多地充斥爆炸了的助推器碎片、燃料耗尽的各级火箭、运转的和损坏了的卫星、固体火箭发动机喷出的微小物质云、螺帽螺栓和其他宇宙时代的各种产物时，情况就有所变化。空中实验站和无人驾驶“探索46”号卫星所进行的试验表明，人为的宇宙碎片已比自然陨石多。这一问题使几个超级大国深为担忧。

美国航天局代理副局长菲利浦 · 卡尔伯茨恩说，“四年前，我们与苏联人进行讨论：当一方宇宙飞船受损后，应该如何判断这仅是与碎片无意相撞，而不是因一方违反协定所致。我们对这一问题都很感兴趣。”

据泰勒汀 · 布朗工程的尼古拉 · 约翰逊认为，目前地球轨道上有2，433件——约占我们已知轨道飞行物的一半——是从人造卫星分离出来（通常是爆炸）的碎片。在已发生的83次爆炸中，59次是苏联的火箭爆炸。此外，苏联反卫星试验又在近地空间增加了至少500块碎片。在每年发射进入空间的约100件物件中，最后导致宇宙污染的大多是苏联造成的。“苏联人对如何使用空间有不同的哲学观点，”一位专家说。

当然，并非仅苏联一国应负责任。1973年至1981年，美国有7个三角翼第二级火箭爆炸，产生1，176块碎片。此外，“大力神3C”号末级火箭的爆炸也散射了464块碎片（现在，美国已开始采取措施以防止发生类似的爆炸事故）。

为此，各航天公司、美国航天局和宇宙科学团体的代表们去年六月在奥地利又一次讨论了宇宙污染问题，这是1982年以来的第二次。尽管讨论的一般结论认为，问题还未到危急程度，但“我们需要在问题变得严重以前就定出一个措施”卡尔伯茨恩说。

与会者们最关心的是，越来越多的事实表明，地球轨道上的碎片比北美空防联合司令部已追踪记录的5，300件空间物体多得多。1982年第一次空间污染问题讨论会估计，有15，000件物体因北美空防联合司令部的雷达站能力有限而没受到追踪记录。但最近一次讨论会上，有一篇约翰逊写的报告说，“直径小于4厘米的物体几乎都没受到观察，此外，北美空防联合司令部的雷达也无法发现几千件直径小于10厘米的物体。”最近，林肯实验室用望远镜观察直径为1厘米的物体后发现，人为碎片要比原来估计的多8倍。

这些碎片的影响已可感觉到了。约翰逊的报告认为，“一小部分卫星碎片表明曾发生过岛速冲撞”。据约翰逊宇宙中心的天体物理学家唐 · 凯斯勒的报告，苏联宇宙1275号卫星可能是被宇宙碎片撞毁的，他还说，“在失灵的人造卫星中，有许多可能只是被一小块金属物体穿透而失灵的。”

从对已知人为碎片的统计分析可以发现，每天有两件运行中的物体以相距10 ~ 20英里的距离交叉而过。五年中可能就有两件物体相撞，而由此产生的碎片将比陨石更有威胁，因为据凯斯勒说，它们的质地更能穿透卫星的脆弱表面。

即使是小小一块碎片也会毁坏一座飞船。凯斯勒说，“只要是直径仅为半英寸而每秒钟行走6英里的物体就具有一颗手榴弹的威力。一颗豌豆大小的物体就可毁坏一个飞行器并穿过玻璃舷窗将宇宙飞行员全部置于死地。”

事实上，美国航天飞机“挑战”号第七次飞行后，在舷窗上发现一个微小而显眼的凹陷，这已为新闻界广泛报道，但科学家们当时并不知道这到底是由微小的陨石还是人为碎片引起的。最近，电子显微镜对其进行分析后发现，在凹陷底部有钛和铝的沉积物。这是从哪儿来的呢？机斯勒说，“我们确实被难住了，但可以肯定这不是自然天体物”。

尽管这个凹陷是宇宙环境受到污染的严峻事实 · 但它并没有带来什么危害，未来的宇宙员们也不用担心。根据统计，航天飞行时间短，飞行器被碎片击毁的比例只有五万四千分之一。但对1990年将建成的永久性有人驾驶宇宙站来说，宇宙环境污染所带来的威胁就很值得重视了。虽然现在宇宙污染在离地540 ~ 600英里处（在宇宙站之上）最严重，但这些碎片中大部分会向地球降落，这样十年中就会有一次大块碎片与宇宙站相撞并穿透其结构，而受微小人为碎片或陨石撞击破坏的可能性则更大。

宇宙污染并不单单是个被动的威胁，它还可用来作为一种有力武器。巴特尔纪念学院的唐 · 埃奇库姆说，“可以想象，当某一国在认为某一宇宙区域对敢国更有价值时会封锁这一区域，”使其受碎片污染，以至进入这一区域极其危险。埃奇库姆说，“这种滥施宇宙碎片就像陆海战中的布雷。此类现象很值得研究。”怎么办呢？除了商定出一个禁止宇宙污染战的协定外，第一步应该先弄清目前究竟有多少宇宙碎片。在奥地利的讨论会上，与会者们一致认为：使用卫星上的望远镜和红外线传感器来观察北美空防联合司令部的雷达现在无法追踪的更小物体是个好办法；而北美空防联合司令部则跟踪425英里以外葡萄大小的物体，以及22，300英里以外篮球大小的更大物体。到1986年，这种出色的观察能力还将有计划地得到改善。

当有了宇宙碎片的清晰分布图后，就可以采取适当措施了。首先，科学家们可在宇宙飞行前把危险输入电脑，并告诉宇航员，使其有足够时间采取防范措施。目前，可用于这一目的只有北美空防联合司令部雷达计算机系统，它主要用于保护国防部同步卫星，但它也可以扩用于其他航天飞行。

有些碎片太小，以至无法探测到。为此，设计者必须为飞船装上防护物。在宇宙站上，有人部位需要有厚厚的保护层，以及低温箱、精密电子仪器和敏感设备。

“我们应该养成不随意恶化宇宙污染的习惯”，类国宇航局的丹尼斯 · 菲尔德说道，这包括“尽可能不乱抛弃通常已无用的东西，使已用完的各级火箭回到大气层烧毁”。如：当卫星报废后，可使用预先装上的推进火箭将卫星推回大气层；利用月球的重力场，将把卫星从近地轨道推入同步轨道的轨道运输火箭拖入大气层，要做到这一点，选择正确的发射时间是利用这一自然力量的关键。

如果近地轨道内充满了大块碎片和废弃卫星，人们可以使用航天飞机将其带回，这可能还很有利。尽管目前尚有许多细节问题，1984年11月，第一次盈利性卫星救助航行将收回Palapa B-2号和Westar 6号两颗通讯卫星。这两颗卫星是1984年2月份的一次航天飞行中因末级火箭发动机失灵而留在错误轨道上的。宇航员们将靠人控操纵器靠近失灵卫星，挂上锚钩装置，航天飞机的机械手会将它们拖入载重舱并带回地球。至今，保险商已为整个回收和修理卫星事宜提供了7500万美元——仅为卫星没能收回保险公司须付的钱款的一半。经修理后，将能在1985年再次被发射进入宇宙。

美国空间技术公司的马歇尔 · 卡普兰说他已经在筹集资金以建立一个卫星救助公司。公司将租用航天飞机来完成回收卫星的任务，这可能非常有利可图。美国在过去的十年内有十颗卫星在太空失灵，其中1984年上半年就有三颗——PalapaB-2号，Westar 6号和Intelsat VF 9。美国奥里翁保险公司须为这三颗卫星付3亿美元的保险费。卡普兰还建议让航天飞机在宇宙污染地区永远地留下一颗无人驾驶的消除宇宙污染“清洁卫星”，这个卫星可以受地面技术人员的控制，收集有害物体并将其装入一个大隔舱里带回地面。这个名叫“清洁一号”的卫星有一只机械手，并附有切割电缆装置，能修整参差不齐的太阳能收集器和天线。如果所要收集的物体太大，“清洁一号”就会为其装上一只火箭来将这一物体推回大气层或将它送人更高更安全的轨道。卡普兰声称，这种“清洁卫星”有自己的太阳能收集器提供能量，能使用一年，并且耗资较小。

另一种“清洁卫星”能在直径为许多英里的区域内收集宇宙碎片，它和碎片相撞并“吞入”碎片。据福兰克弗研究学院的鲍勃 · 索伯门说，“这种‘清洁卫星’不用操纵就会在直径为几十公里的范围内收集受到雷达追踪的或没受到追踪的碎片”。

尽管现在不乏创造性的和选择性的计划，但是许多专家认为，在最近的将来并不会采纳什么计划。现在宇宙污染的危险并没有达到有证明进行清除宇宙污染的重要性的程度。但是，科学家们也同意，在情况还未变得更坏的时候，我们就应设法认真对待这一问题，在宇宙站、宇宙工厂和太阳能人造卫星逐渐成为事实之前，继续制定清除宇宙污染的计划。

正如卡普兰最后所说，“如果宇宙污染继续像现在那样恶化下去，那么宇航员乘坐的飞船将不可避免地被炸，还必须透过看起来就像尘埃或小星的微小碎片云来进行观察，宇航员们将不得不到遥远的月球上去，才能更清晰地观察天体。”

[Science Digest，1984年第10期]