当前，人类正在更多地利用太空资源。不过，太空对这种利用还需要面对一个环境容量的问题——太空资源的利用，也有一个空间容量极限、规则和秩序。如今，太空探索形成的环境的最严重问题就是太空垃圾，即围绕地球轨道的无用人造物体，包括人造卫星碎片、漆片、粉尘，甚至整个火箭发动机等等。

有报道认为，“40%的太空垃圾是中国制造的。美国的太空垃圾占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，给太空探索带来新的挑战。当然，随着挑战而来的，还有机遇，那就是关于太空垃圾清除技术的发展，以及一场新的太空垃圾清理产业的兴起。

1、微小的太空垃圾碎片数量可能上亿

如果能够给地球拍个全景图片，并将地球空间轨道上目前能够被监测到的空间碎片以及失效卫星等太空垃圾全部标记出来，我们将会看到一幅非常震撼的画面：地球已经被密密麻麻的太空垃圾包裹。

在这些太空垃圾中，既有小到需要以毫米计算的碎片，如航天器外部因强烈的紫外线照射而脱落的油漆碎片等；也有长数米、重数吨的大型物体，如失效卫星、太阳能电池板等。

在太空垃圾的数量分布上，存在着体积越小、数量越多的规律。由于不同机构的统计方法并不一致，国际航天界对于空间轨道中存在的太空垃圾总量尚无准确定论。但大致可以确定，目前空间轨道中直径在10厘米以上的太空垃圾不少于2万个，直径在1厘米以上、10厘米以下的太空垃圾则有数十万个，直径小于1厘米的则可能达到上亿个。

数量如此庞大的太空垃圾是有人故意乱扔的吗？答案当然是否定的。虽然国际空间站曾多次丢弃过氨罐、相机脚架等，甚至还于2021年扔出过一块重约2.5吨的旧太阳能电池板，但这些物体在短暂绕地球旋转后便会落入地球大气，并在大气中燃烧殆尽，因此并不会成为长期在轨的太空垃圾。

2、有多少清理太空垃圾的办法？

太空垃圾会产生的逻辑很简单，就是因为虽然各国都在竞相发射卫星，但却没有人去做清除的工作。为了不让人造卫星的碎片像诸多科幻电影中那样引发事故，人类也正在开始努力减少太空垃圾。

预先知道太空垃圾的位置与速度，算出它未来的轨道，并通知有可能与之相撞的航天器改变轨道规避，这只是消除太空垃圾的治标之策。要根除太空垃圾，还需从垃圾本身入手。

焚烧处理是一种比较常用的解决方案。实际上，大部分碎片的公转速度都会减慢，在几天或几年后坠落，并在大气层中烧毁。其中，有些物体则是人类故意让它在地球大气层中烧毁的。不过，为了以防万一，它们掉落的地点也都对准了海洋，从而避免掉落在人口稠密的地方。另一种解决办法是将废弃的人造卫星发射到一条更高的轨道上，在这条所谓的“公墓轨道”上，运行的航天器寥寥无几，因此发生撞击的可能性也大大降低。

清除与回收太空垃圾的方法还有“激光扫帚”，即用激光产生的光压推开微小碎片，或用热量气化太空碎片，这种方法适合直径1至10厘米的太空垃圾。阿瑟·克拉克在1979年出版的科幻小说《天堂喷泉》就描写了这样的场景——人们展开大清扫行动，用装备有高能量激光的太空堡垒扫荡天空，用激光炮将所有垃圾蒸发。

另外，清除与回收太空垃圾的“太空垃圾网”是用高强度纤维编织的大网拦截太空碎片。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，把太空垃圾逐个清出轨道。太阳能飞船上装备有数个“牧羊犬”——放飞到碎片附近的小型飞船，“牧羊犬”围绕太空垃圾飞行并寻找合适的对接点，一旦连接在一起，就把垃圾一起拖回大气层。每次小飞船都可以捕捉相当于自身质量数倍的太空垃圾。这听起来就像用牧羊犬围拢羊群一样简单。

这种办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，其展开后会形成一块5米×5米的塑料薄膜，它将单独发射并在地面人员的引导下利用自身的动力靠近太空垃圾。一旦和太空垃圾对接，它就会张开帆，把太空垃圾拖离轨道，坠向地面。

“机器清洁工”则是用带有机械臂的机动卫星来捕获太空碎片。王晋康在短篇科幻小说《太空清道夫》中也描写了驾驶“太空清道车”回收太空垃圾的宇航员形象。在小说中，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，如果不做适当处理，人类最终很可能无法进行安全的太空飞行。因而，清理太空垃圾的太空清道夫几乎可以说是一种必然出现在未来的新职业。

一些太空环保主义者想得更远，约翰逊航天中心的轨道碎片首席科学家尼古拉斯·约翰逊认为，重返月球之前首先要考虑月球周围的太空垃圾。这些围绕月球运转的碎片会对未来的无人探月计划和载人登月计划构成威胁。它们都是以往人类进行月球探测的副产品，由各种航天器的碎片构成。

由于月球引力场不均匀，这些碎片垃圾有可能冲出本来的轨道，以每小时5000英里的速度撞向月球表面，这不但会对登月宇航员的安全构成威胁，也可能破坏具有历史纪念意义的阿波罗飞船着陆点。

3、太空垃圾清理产业正兴起

随着太空垃圾清理技术一同发展的，还有太空垃圾清理产业。近年来，太空垃圾清理相关企业正在陆续出现。

2019年，瑞士的航太新创企业兼代表性的太空垃圾清理技术开发企业 Clear Space与欧洲太空总署签订了一份超过1亿美元的太空垃圾回收合约。2025年，Clear Space 或将成为世界上第一家太空垃圾清理企业。

Clear Space-1将会利用带有四只机械臂的机器人卫星清理太空垃级。当机器人卫星进人轨道。感测器会感测并接近太空垃圾 ，接着用四只机棫臂将其包住后朝地球坠落，机器人和残骸进人大气层后会因摩擦热而烧毁。

日本也正在太空垃圾处理产业崭露头角。太空垃圾清理企业Astroscale 开发出了一种会在发射机器人卫星并利用黏着剂黏住太空垃圾后，返回大气层的方式。截至目前为止，Astroscale 共获得了210 亿日元的投资，其目标是在 2023年左右将这项服务商业化。2021年3月，Astroscale 把负责回收太空残骸的卫星ELSA-d装在俄罗斯的联盟号火箭上后，将其送入了地球低轨道。

俄罗斯航天企业 StartRocket 也正在开发一种利用“泡沫碎片捕手”技术回收太空垃圾的卫星，其目标为最快在 2023 年发射这个卫星。这个圆柱体卫星会在有许多太空垃圾的地方释放出具有黏性的聚合物泡沫，黏住垃圾的碎片，然后将其抛入地球的大气层中，利用摩擦热使其燃烧。

澳洲的科技企业EOS宣布，他们在经过七年的研发后，成功开发出了一种能将地球表面危险的太空垃圾打飞到轨道外的强大镭射。这种镭射能准确地追踪并击中地球轨道上的残骸。若这种镭射能正常运作，宇宙将会变得比现在更安全。

根据 9News 的报导，这个系统实际上由两种镭射光组成。第一种镭射光是明亮的橘色激光束，负责瞄准特定太空垃圾；第二种镭射光则负责提升镭射的准确度，强度远高于第一种镭射。第二种镭射会被射出轨道、进入更深的空间。这个系统会在映射大气后，以每秒更新数百次的地图为基础，变换地面的镭射光束，因此其能完美掌握宇宙空间并击中垃圾。

韩国也正在考虑开发相关技术。根据韩国政府公布的 《2021年太空危险应对施行计 画》，为应对太空物体碰撞的风险和太空危险，韩国政府将投入约 130 亿韩元的预算在技术开发上。此外，韩国目前也正在计划加入机构间太空碎片协调委员会、国际民用航空组织等旨在开发太空垃圾清除技术的国际组织。

可以预见，太空资源的利用和生产制造将带来丰厚的利润，重新定义人类的未来，但前提是，一个清洁和安全的太空环境。如今，环境保护的意识已经延伸到大气层以外了，事实上，也只有在不断完善的国际法和道德自律的双重约束下，人类才能进一步地探索太空，如果在如果太空垃圾清理、太空资源开采和外太空基本行为准则等领域缺少国际共识，那么人类所预想的美好前景都可能受挫。

事实上，除了少数因达到使用寿命或因为故障而失效的卫星等航天器外，大多数太空垃圾，尤其是数量巨大但体积微小的碎片垃圾，主要是由失效航天器解体或太空垃圾之间碰撞造成的。“失效航天器、大碎片解体或碰撞后会形成大量小碎片，小碎片之间还可能会继续发生碰撞，产生数量更多、体积更小的碎片。”杨宇光说，于是在一次次解体或碰撞中，大量太空垃圾被制造出来。

除了体积和数量之间存在相关关系，太空垃圾在轨道分布上也有一定规律。杨宇光表示，轨道高度在500—1000公里的区域是太空垃圾的“重灾区”，“首先这个范围内过去存在着大量卫星，互相之间发生碰撞的可能性较大。其次是这一范围内大气十分稀薄，物体绕地球旋转的速度下降缓慢，因此在短时间内很难脱离原轨道，坠入大气。”而在轨道高度300—400公里区域，虽然也曾发射有大量卫星，但该区域内大气密度较高，太空垃圾会在相对较短的时间内受大气阻力影响降低高度，最后落入大气中烧毁。

文章来源： 金羊网，钛媒体