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目前，人类正在更多地利用空间资源但是，空间的利用还需要面对一个环境容量问题——空间资源的利用也有空间容量的限制，规则和秩序现在太空探索形成的环境中，最严重的问题是太空垃圾，即围绕地球运行的无用人造物体，包括卫星碎片，油漆碎片，灰尘，甚至整个火箭发动机等

据报道，40%的太空垃圾是中国制造的太空垃圾在美国占27.5%，俄罗斯占25.5%，其他国家占7%越来越多的太空垃圾增加了空间站和载人飞船被撞击的可能性，给太空探索带来了新的挑战当然，伴随挑战的也有机遇，那就是太空垃圾清除技术的发展和一个新的太空垃圾清除产业的兴起

不可避免的太空垃圾

作为环绕地球运行的无用人造物体，太空垃圾是除运行中的航天器外的各种人造废弃物体。

目前，太空垃圾主要由三部分组成:一是已达到运行寿命或退役但尚未返回地球的人造航天器，以及各种人造航天器之间，自然天体与人造航天器之间碰撞产生的碎片，二是运载火箭发射过程中散落的碎片，第三，来自宇航员在太空生活产生的垃圾，以及完成太空探索任务时意外遗留的物品。

对于太空探索来说，太空垃圾确实是一个严重的问题如果卫星或宇宙飞船撞上哪怕几厘米的太空垃圾，也可能会严重受损因此，为了防止火箭与漂浮在地球周围的小金属片相撞，火箭有时不得不延迟发射这也是人类最大的飞船——国际空间站面临的一大挑战科学家必须定期升高或降低空间站到一个安全的地方否则可能会因为碰撞变成太空垃圾，空间站里的宇航员更是有生命危险

垃圾在太空中的攻击原理类似于枪支，子弹或导弹，它们的速度甚至更快，因为地球轨道上的物体基本上是以每小时27000公里的速度运动的这样的碰撞通常不会迎面而来，但平均碰撞速度仍会达到每小时36000公里

举个简单的例子，一个直径为1cm的铝球体大约相当于一个标准弹珠的大小，但所产生的冲击能量相当于一个以2600km/h速度行驶的板球，或者一辆96km/h速度的汽车，没有任何物体能够承受这样的冲击。

另外，太空中还有更大的东西，可能是残存的火箭节，也可能是废弃的卫星1996年，一颗法国军事侦察卫星被多年前爆炸的火箭碎片击中这块碎片大约有公文包大小，但撞击导致卫星的主天线断裂1985年，美国用反卫星导弹摧毁了一颗在500多公里轨道上的军用实验卫星，造成数千块碎片，引发争议2009年，发生了一起不可避免的事故:一颗不再运行的俄罗斯卫星撞上了一颗美国铱星卫星，进一步增加了空间碎片的总数

人类占据了太多的空间，甚至把它变成了我们的垃圾填埋场今天，大约有几千颗卫星在绕地球运行，但成千上万颗废弃的卫星已悄然成为太空垃圾还有坠毁的飞船，坠入大气层时被烧成灰烬

根据美国宇航局轨道碎片项目办公室的报告，早在2018年，近地空间的卫星碎片和火箭碎片总数已经达到14357个美国空间碎片研究专家唐纳德·凯斯勒的研究结果表明，按照目前空间碎片的增长速度，如果不采取措施，大约70年后空间碎片数量将达到碎片链撞击效应的临界值，届时近地空间将无法使用

要知道，半个多世纪前的1957年，太空中只有一颗人造卫星——苏联研制并发射的Sputnik 1号仅重83.6公斤，约为直径半米的金属球大小里面有一个无线电发射机

事实证明，密集而巨大的碎片，火箭发射碎片和太空生活垃圾，会对航天器的运行和人类对太空的进一步探索构成直接或潜在的威胁大量的太空垃圾无序漂浮，打破了太空环境原有的生态平衡一旦空间环境自我监管的底线被突破，很可能会出现不可挽回的空间环境危机

清理太空垃圾有几种方法。

太空垃圾的逻辑很简单，因为虽然各国都在争着发射卫星，但是没有人在做清理的工作为了防止卫星的碎片像很多科幻电影一样造成事故，人类也在努力减少太空垃圾

提前知道太空垃圾的位置和速度，搞清楚它未来的轨道，通知可能与之相撞的航天器改变轨道避开它，只是消除太空垃圾的权宜之计要根除太空垃圾，需要从垃圾本身入手

焚烧是一种常见的解决方案事实上，大多数碎片的公转速度会减慢，几天或几年后落下，在大气层中燃烧其中，有些物体是人类在地球大气层中故意焚烧的不过，以防万一，它们坠落的地方都是对准海洋的，以免坠落在人口密集的地方另一个解决方案是将废弃的人造卫星发射到更高的轨道上在这个所谓的墓地轨道上，运行中的航天器非常少，因此碰撞的可能性大大降低

还有清理回收空间碎片的激光扫帚，即利用激光产生的光压推开微小碎片，或利用热量气化空间碎片这种方法适用于直径为1至10厘米的空间碎片阿瑟·克拉克1979年出版的科幻小说《天堂之泉》描述了这样一个场景——人们展开了一场扫荡行动，用装备了高能激光的太空堡垒横扫天空，用激光炮蒸发掉所有垃圾

此外，用于清理和回收太空垃圾的太空垃圾网是用高强度纤维编织的大网，用于拦截太空垃圾美国一家航天技术公司建议开发一种名为太空牧羊犬的装置，将太空垃圾逐一清除出轨道太阳能飞船配备了几只牧羊犬——在碎片附近飞行的小型飞船牧羊犬围绕太空垃圾飞行，寻找合适的停靠点一旦连接上，它们就把垃圾拖回大气层每次小飞船都能捕捉到数倍于自身质量的太空垃圾听起来就像用牧羊犬放羊一样简单

这种方法类似于给太空垃圾插上翅膀2010年3月，英国萨里大学的科学家公布了立方帆的设计，展开后会形成一层5m× 5m的塑料薄膜它将单独发射，由地勤人员引导，靠自身动力接近太空垃圾一旦与太空垃圾对接，它将张开船帆，将太空垃圾拖出轨道，落到地面

机器清洁工使用带有机械臂的移动卫星来捕捉太空垃圾王晋康的短篇科幻小说《太空清洁工》也描述了一个宇航员驾驶太空清扫车回收太空垃圾的形象小说中，由于人类频繁的太空活动，产生了越来越多的太空垃圾这些太空垃圾，如果不妥善处理，很可能会使人类无法在太空安全飞行所以，清理太空垃圾的太空清道夫几乎可以说是未来必然会出现的新职业

一些太空环保主义者想得更远约翰逊航天中心轨道碎片首席科学家尼古拉斯·约翰逊认为，在重返月球之前，应该考虑月球周围的太空垃圾这些环绕月球的碎片将对未来的无人探月和载人登月计划构成威胁它们都是人类历次探月的副产品，由各种航天器的碎片组成

由于月球引力场不均匀，这些碎片可能会冲出原有轨道，以每小时5000英里的速度撞击月球表面，不仅会对月球宇航员的安全造成威胁，还会破坏阿波罗飞船的历史性着陆地点。

太空垃圾清理行业正在兴起。

伴随着太空垃圾清理技术的发展，还有太空垃圾清理行业最近几年来，太空垃圾清理相关企业层出不穷

2019年，瑞士航空航天初创企业，具有代表性的太空垃圾清洁技术开发企业Clear Space与欧洲航天局签署了超过1亿美元的太空垃圾回收合同2025年，Clear Space将成为全球首家太空垃圾清理企业

Clear Space—1将使用一颗带有四个机械臂的机器人卫星来清理太空碎片当机器人卫星进入轨道时传感器会感知并接近太空垃圾，然后用四个机械臂将其包裹，然后向地球坠落进入大气层后，机器人和碎片会被摩擦热烧毁

日本也在太空垃圾处理行业崭露头角太空垃圾清理公司Astroscale开发了一种在发射机器人卫星并用粘合剂粘上太空垃圾后重返大气层的方法到目前为止，Astroscale已经获得了210亿日元的总投资，其目标是在2023年左右将这项服务商业化2021年3月，Astroscale在俄罗斯联盟号火箭上安装了负责回收太空碎片的卫星ELSA—d，并将其送入近地轨道

俄罗斯航天企业StartRocket也在开发一种利用泡沫碎片捕捉器技术回收太空垃圾的卫星它的目标是最快在2023年发射这颗卫星这种圆柱形卫星会在有大量太空垃圾的地方释放粘性聚合物泡沫，将垃圾碎片粘在一起，然后扔进地球大气层，利用摩擦热使其燃烧

澳大利亚科技公司EOS宣布，经过7年的研发，他们成功开发出一种强大的激光器，可以将地球表面的危险太空垃圾飞出轨道这种激光可以精确跟踪并击中地球轨道上的碎片如果这个激光器工作正常，宇宙会变得比现在更安全

韩国也在考虑开发相关技术根据韩国政府公布的《2021年太空灾害应对实施计划》，韩国政府将投入约130亿韩元用于技术开发，以应对太空物体碰撞风险和太空灾害此外，韩国目前正计划加入机构间空间碎片协调委员会和国际民用航空组织等旨在开发空间碎片清除技术的国际组织

可以预见，太空资源的利用和制造将会带来巨大的利润，重新定义人类的未来，但前提是一个清洁安全的太空环境如今，环保意识已经延伸到了大气层之外事实上，只有在不断完善的国际法和道德自律的双重约束下，人类才能进一步探索空间如果在太空垃圾清理，太空资源开发，外空基本行为准则等领域缺乏国际共识，那么人类所期待的美好前景就可能落空

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