宇航員關閉了國際空間站各部分之間的艙門，爬上了逃生船。然後他們開始靜靜地等待。幸運的是，最終，他們順利通過了這片區域。。
很快，所有這些碎片的來源將被揭露。當天早些時候，俄羅斯政府發射了壹枚火箭，炸毀了壹顆大型衛星。這顆衛星自1980年代以來就沒有工作過。這次發射是對壹種新導彈技術的測試。
當導彈完成任務時，爆炸產生了壹個“碎片場”。這顆破碎的衛星被大約1500塊垃圾覆蓋，這些垃圾足夠大，可以用望遠鏡進行觀察和跟蹤。它還生產了成千上萬的小零件。即使壹小塊也能在國際空間站的外面撕開壹個口子。這顆衛星的威脅可能會持續數年甚至數十年。
太空垃圾以每秒8公裏(5英裏)的速度繞著地球疾馳。撞擊速度可以達到每秒15公裏，也就是子彈所在位置的10倍。美國國家航空航天局的科學家估計，壹個彈球大小的碎片可以撞擊另壹個物體，其威力相當於壹個保齡球以每小時483公裏(300英裏)的速度行進。
國際空間站每93分鐘會經過同壹個地方，因為它繞地球運行。10月中旬165438+那天，船上所有人都擔心會受影響。但這不是第壹次也不是最後壹次太空垃圾的威脅任務。爆炸促使美國國家航空航天局取消了10月30日的太空行走計劃。由於俄羅斯的衛星，載有三名宇航員的中國空間站不得不改變路線。就在爆炸前三天，國際空間站改變了軌道，以避免與壹顆老舊故障衛星留下的太空碎片相撞。65438+2月3日之後，國際空間站再次改變航向，以避開另壹顆失敗衛星的碎片。
太空垃圾是壹個日益嚴重的威脅。事實上，這種垃圾“現在是研究太空交通管理的人最關心的問題，”帕特·塞策爾說。他是密歇根大學安娜堡分校的天文學家。他使用望遠鏡和計算機來研究軌道碎片。
“這種風險是我們自己造成的，”唐·波拉克說。幸運的是，他補充說，“我們可以采取壹些措施來防止它成為壹種風險。”作為英國華威大學的天文學家，波拉克負責新的空間域意識中心。那裏的科學家專註於最接近地球的外層空間環境。他警告說，碎片問題威脅著太空交通的未來。
“如果妳不處理它，它遲早會趕上來，”他說。“妳不能永遠忽視它。”
歐洲航天局(ESA)估計，目前大約有36，500塊大於65，438+00厘米(4英寸)的碎片圍繞地球運行。約有1萬枚，直徑從1到10厘米不等。太空附近有3億多塊較小的垃圾。科學家使用雷達追蹤最大的碎片。最小的？它們太小了，無法精確測量。
1957，10年10月4日，蘇聯向太空發射了第壹顆人造衛星——Sputnik I，此後，世界各國政府、軍隊和公司共發射了數萬顆衛星。僅在2020年，將有超過1200顆新衛星進入太空——比以往任何壹年都多。歐空局估計，在送入太空的65，438+02，000多顆衛星中，約有7，630顆仍在軌道上。只有大約4800人還在工作。
幾十年來，空間碎片壹直在增加。他們中的大多數在科學家所謂的低地球軌道或LEO。這意味著它在地球表面上方約1，000公裏(620英裏)的軌道上運行。國際空間站也在近地軌道。
空間碎片包括大型物體，如用於將衛星送入太空的火箭碎片。它還包括像這些火箭的鼻錐和有效載荷蓋這樣的東西。也有壹些衛星不再工作——或者從壹開始就失敗了。
壹個是2002年發射的歐空局衛星Envisat。它在執行了監測地球氣候的任務後10年死亡。至少在接下來的100年裏，它的身體可能還是個威脅。
“這是壹場即將發生的大車禍，”波拉科擔心道。
壹些大型粉碎產生了許多已知的空間碎片。2007年，中國發射了壹枚導彈，炸毀了壹顆舊的氣象衛星。爆炸產生了3500多個大碎片和壹大團小碎片。2009年，壹顆報廢的俄羅斯衛星與壹家美國公司擁有的通信衛星相撞。撞擊還產生了大量碎片雲。
美國國防部管理著壹個太空監視網絡。它使用雷達和其他望遠鏡來追蹤更大的碎片。據美國國家航空航天局稱，該網絡現在跟蹤超過25，000個組塊。當其中壹塊與國際空間站相撞的幾率大於萬分之壹時，空間站就會遠離。近年來，私營公司也開始跟蹤碎片。
1965，宇航員安迪·白(化名)在壹次太空行走中丟失了壹只手套。其他宇航員丟失了螺絲刀和其他工具。爆炸的電池或燃料箱——有些裝有燃料——呼嘯著駛過賽道。油漆脫落、螺母和螺栓上的斑點也是如此。以他們的移動速度，壹切都很危險。
科學家們看不到小至螺栓、螺母和油漆斑點的碎片。相反，他們研究了現有衛星上留下的劃痕和凹痕。在2021年5月的壹次檢查中，宇航員發現國際空間站的機械手已經被太空垃圾損壞。手臂仍然可以工作，但它有壹個大約0.5厘米(0.2英寸)寬的洞。
哈勃太空望遠鏡提供了大量類似碎片遭遇的數據。在過去的三十年裏，宇航員已經多次參觀和修理望遠鏡。每次他們在太陽能電池板上發現數百個小隕石坑。這些是與小碎片碰撞後留下的。科學家們壹直在記錄這些影響的模式和發生率。這些數據將幫助科學家建立計算機模型，不僅可以預測有多少小碎片留在軌道上，還可以預測它們的位置。
密歇根的塞策爾說，對太空垃圾的研究證實，這種威脅正在增加。“這是壹個現實問題。”但是他擔心人們沒有吸取正確的教訓。在2007年中國炸毀了壹顆衛星並制造了壹個巨大的碎片場後，他認為人們會試圖解決太空垃圾的問題。“我以為大家都會被說服。”
但事實並非如此。所以問題繼續擴大。
天文學家擔心，隨著太空垃圾的增多，這些垃圾也會幹擾望遠鏡的觀測。“如果妳得到足夠多的這種碰撞，妳可以照亮夜空，”康妮·沃克說。她是亞利桑那州圖森市國家科學基金會NOIR實驗室的天文學家。
她擔心太空垃圾和衛星可能會限制太空中的科學研究。那些垃圾能反射如此多的光，以至於遮住了遙遠恒星的光。目前，科學家們正在試圖確定未來空間碎片和大量衛星星座可能會如何影響望遠鏡觀測。沃克說，對於敏感的天文臺，“我們需要壹個沒有嚴重光汙染的非常晴朗的天空。”
另壹個不太明顯的風險是專家所說的“凱斯勒綜合癥”。1978年，美國國家航空航天局天文學家唐納德·凱斯勒查看了有關太空碎片的數據，並做出了壹個不祥的預測。他說，最終，獅子座將積累如此多的太空垃圾，以至於可能引發級聯反應。他預測壹次碰撞的碎片會導致其他的碰撞。這些碰撞產生的碎片會導致更多。還有更多，更多。這被稱為凱斯勒綜合癥或凱斯勒效應。
“我們還沒有做到這壹點，”塞澤爾說。但他表示，除非私營公司、軍事行動和太空政府認真對待這個問題，否則這種級聯可能會發生。“即使我們不添加任何其他東西，軌道上現有物體的碰撞也會產生更多碎片。”
壹些專家擔心，在悲劇發生之前，人們不會認真對待這個問題。
“大多數人從未遇到過衛星問題，”科學歷史學家麗莎·露絲·蘭德說。她在帕薩迪納的加州理工學院工作。“如果我們失去了用於國防的衛星，或者如果有東西從太空墜落，人們會感到恐懼。那時候太空垃圾就成了問題。”
但是不要誤解我，她說，太空垃圾已經對環境造成了危害。她不是第壹個指出這壹點的人。自從1960年代以來，美國國家航空航天局的科學家們就壹直警告汙染近地空間的危險。
其他公司和科學家正在研究清理垃圾的想法。但是圖森的國家科學基金會天文學家沃克說，他們需要不同的策略，這取決於他們正在清理的空間部分。
她解釋說，“妳走得越高，衛星脫離軌道的時間就越長。”。低地球軌道中部的大塊碎片可能會被引向地球，在大氣層中燒毀。
壹家日本公司Astroscale設計了壹種航天器，可以通過磁力“捕捉”太空垃圾，並將其拖到更低的軌道，然後從那裏墜落，在大氣層中燃燒。該公司於2020年3月向太空發射了兩顆衛星，以測試該技術。
“當談到軌道碎片時，有許多方法來處理這些事情，”湯姆·麥卡錫說。他是加利福尼亞州帕薩迪納市Motiv空間系統公司的機器人專家。麥卡錫壹直在開發可以修復和回收舊衛星的航天器。他說，這項技術可以幫助延長這些衛星的工作壽命。
更遠的太空垃圾可能需要不同的策略。地球靜止軌道上的大塊碎片——大約36000公裏(22000英裏)或更多——可以被送到“墓地軌道”。它們將被推到距離地球額外300公裏(190英裏)的地方，它們將留在那裏，遠離它們可能造成任何重大損害的地方。
麥卡錫說:“衛星可以與地球靜止衛星對接或連接，然後將它們帶到棄星軌道並釋放它們。”這可能已經發生了。5438年6月+2022年10月底，壹家名為Exoanalytic Solutions的公司對太空環境進行了監測，報告了壹個奇怪的觀察結果。壹顆中國衛星飛到壹顆大的報廢衛星附近，把它拖進了墓地軌道。
其他專家表示，將衛星從軌道上移除的計劃需要包括在飛機的設計中。這就是Astroscale正在做的事情。該公司開發了壹種磁性對接站，可以在發射前固定在衛星上。後來需要維修或拆卸時，可以派另壹輛車來收。
壹個由來自世界各地航天局成員組成的國際委員會建議，所有新衛星都可以在25年內自行脫離軌道。有些衛星離得很近，自然就能做到這壹點。其他人不是。根據歐空局2019年7月的壹份報告，那些高到不能自己出軌道的衛星，只有不到四分之壹能把自己推出軌道。
波拉科說，衛星設計者需要在發射前解決空間碎片問題。但是現在，他說，衛星運營商還沒有看到這個問題。“清理這些東西符合每個人的利益，”他說。“如果沒有，這將是我們所有的問題。”