本周被摧毁的俄罗斯卫星产生了更加危险的太空垃圾

莫斯科时间 11 月 15 日凌晨，一枚俄罗斯导弹将一颗俄罗斯卫星炸成碎片。这颗被摧毁的卫星 Kosmos-1408 已在轨道上运行了近四十年。Kosmos-1408 的残骸至少有 1,500 个可追踪的碎片，还有无数小到无法探测到的碎片，对轨道上的其他物体构成了威胁。此次破坏本身导致国际空间站上的宇航员和航天员躲入太空。这也有可能对天宫空间站上的中国航天员造成伤害。

美国宇航局局长比尔·尼尔森在周一的一份声明中表示：“今天早些时候，由于俄罗斯反卫星 (ASAT) 试验产生的破坏性碎片，国际空间站宇航员和航天员采取了紧急安全程序。”

由于国际空间站每 90 分钟绕地球运行一次，因此它会多次穿过或靠近碎片云，而当第二次和第三次靠近碎片时，就会执行就地避难命令。

科斯莫斯-1408 的摧毁以及碎片场的形成，展示了一种地球发射的反卫星武器。碎片的数量，加上被摧毁的高度，有可能在可预见的未来损害所有卫星和空间站。

以下是我们了解的有关该事件的情况。

什么被毁坏了？

科斯莫斯-1408 是一颗苏联卫星，于 1982 年进入轨道，用于监听地球上的无线电信号。这是监视卫星较为普通的工作之一，也是各国利用轨道物体进行军事用途的主要方式之一。早在太空部队成立之前，有能力发射卫星的军队就利用它们来追踪地面上的世界。

Kosmos-1408 重约 4,400 磅，其大小足以在被摧毁时产生一片碎片场。

Kosmos-1408 是如何被毁灭的？

反卫星导弹（ASAT）是国家摧毁轨道物体最直接的方法之一。这枚导弹似乎是 A-235/PL-19 Nudol ASAT 系统，从莫斯科以北约 500 英里、圣彼得堡东北约 400 英里的普列谢茨克航天发射场发射。俄罗斯此前至少测试过 10 次 Nubol 导弹，但这是它第一次用于打击卫星。

凭借此次摧毁，俄罗斯与中国、美国和印度一道，成为成功摧毁本国卫星以测试和演示本国地面发射导弹的国家。这是一个可疑的区别。从物理学角度看，卫星摧毁必然会产生碎片，而这些碎片又有可能损坏它遇到的所有其他物体。每个摧毁过轨道上物体的国家都至少对卫星进行过一些投资，而每一片碎片云都会威胁到卫星的持续生存。

为何太空垃圾会造成如此大的问题？

轨道从根本上说是运动物体与地球之间的关系，轨道上的物体总是在下落。如果一开始就把卫星置于良好的轨道上，它们可以在太空中停留数十年，几乎不需要调整。在轨道上，卫星总是在下落，重力使它们保持运动，直到最终轨道退化，它们重新进入大气层。

碎片也遵循同样的基本逻辑。随着时间的推移，前卫星的碎片会漂移，与地球建立新的关系。其中一些碎片会漂移到低处，重新进入大气层，很可能燃烧殆尽。随着云层变得更加分散，大多数碎片将落入某种规则轨道。

我们之所以知道这种模式，是因为之前就曾观察到过。对 2007 年中国卫星被毁的分析表明，这次试验的残骸很可能会扩散并留存下来。

2007 年，安全世界基金会的布莱恩·韦登写道：“碰撞发生几分钟后，碎片云开始在卫星的原始轨道周围扩散。反卫星试验十天后，碎片已遍布整个轨道，形成围绕地球的‘碎片环’。试验三年后，碎片扩散得更广，实际上覆盖了大部分 [低地球轨道]。”

可追踪碎片的阈值是直径约 2 英寸的物体，较小的碎片速度相同，更难被传感器拾取。所有碎片都会对卫星和在轨宇航员构成一定风险。低地球轨道上的太空碎片以每小时 17,500 英里的速度飞行，NASA 发现，即使是油漆斑点以这种速度飞行也会对航天飞机的窗户造成损坏。

快速移动的小颗粒对精密系统的影响相当于霰弹枪爆炸，而大碎片可能会撕碎脆弱的结构，如屏蔽或太阳能电池板。更糟糕的是，风险计算是概率数学，如果计算错误，任何错误都可能被放大。

我们能清理太空垃圾吗？

各国仍在研究这个问题。2019 年，欧洲航天局启动了一项碎片清理任务，计划于 2025 年发射，目标是主动从轨道上移除大型物体。2018 年，RemoveDEBRIS 任务测试了一种鱼叉，用于在轨道上钩住大型碎片，以及其他技术。2021 年 3 月，由日本制造、英国运营的清洁系统 ELSA-d 进入轨道。

这些努力都表明了清理轨道的既得利益，这是有道理的。2021 年，卫星工业协会估计全球太空经济的价值为 3710 亿美元。碎片威胁着这一切，更不用说它对军用卫星构成的风险了。