未来十年，我们被太空垃圾砸死的风险有多高？

太空垃圾

图片来源：Miguel Soares, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

被从天而降的太空垃圾杀死？这种可能性似乎微乎其微，至少，目前还没有人死于此类事故，只有受伤和财产损失的情况。但鉴于我们正在向太空发射越来越多的卫星、火箭和探测器，我们是否需要开始更认真地考虑这种风险？

在《自然-天文学》（Nature Astronomy）上的一项新研究（Byers, Wright, Boley and Byers, 2022）中，科学家估计了未来十年火箭的零部件坠落地球造成人员死亡的可能性。

每天的每一分钟，太空碎片都会从空中倾泻而下，而我们几乎完全没有意识到这种危险的存在。来自小行星和彗星的微小颗粒在大气中飞溅下来，悄无声息地定居在地球表面，这让地球的尘埃量每年都会增加大约40,000吨。

虽然这对我们地球上的人类来说不算什么问题，但这些碎片可能会对航天器造成损害，正如詹姆斯·韦布空间望远镜（James Webb Space Telescope）最近所遭遇的情况。偶尔还会有更大的碎片以陨石的形式抵达地球，也许每100年左右一次，一个数十米宽的物体就会设法穿过大气层砸下一个陨石坑。

直径数千米的物体也可能到达地表，让地球处在水深火热的死亡和毁灭中，这可能是目前地球上不再有恐龙存在的原因，好在这种情况极为罕见。这些都是自然存在的太空碎片落向地球的例子，它们的来访不受控制、难以预测，并且或多或少地均匀分布在全球范围内。

然而，这项新研究调查的是与火箭发射和卫星相关的人造空间碎片不受控制的到达，例如用过的火箭级。作者使用对太空中火箭部件的倾角和轨道、其下方人口密度的数学模型，以及过去30年的卫星数据，预测了火箭碎片和其他太空垃圾落回地球时的着陆位置。

尽管人类已经在技术和对空间环境的理解方面取得了长足的进步，但在欧洲有史以来规模最大的空间碎片会议上，已经确定我们须要显著加快应用拟议措施以减少碎片产生的速度。

图片来源：ESA, CC BY-SA 3.0 IGO

他们发现，未来十年火箭部件再入的风险很小，但仍然须要引起重视，这种情况更有可能发生在南半球而非北半球。事实上，该研究估计，火箭体降落在印度尼西亚雅加达、孟加拉国达卡或尼日利亚拉各斯纬度地区的可能性大约是美国纽约、中国北京或俄罗斯莫斯科的三倍。

作者还计算了未来十年内由于不受控火箭体再入而导致的“伤亡预期”，即人类生命面临的风险。假设每次再入都会在10平方米的区域内散布致命碎片，他们发现，在接下来的十年中，平均有10%的可能性会导致一名或多名人员伤亡。

迄今为止，卫星和火箭碎片对地球表面（或在大气中对空中交通造成伤害）的可能性被认为是微不足道的。大多数对此类空间碎片的研究都集中在失效卫星在轨道上产生的风险，这些风险可能会阻碍正常运行卫星的安全运行，未使用的燃料和电池也会导致轨道爆炸，从而产生额外的废物。

但随着入局火箭发射业务的企业数量逐年攀升，发射本身也正在由政府主导转向私营企业主导，太空和地球上的事故数量也极有可能会增加。这项新研究警告说，10%的可能性只是一个保守的估计。

我们可以做什么

有一系列技术可以完全控制碎片的再入，但实施起来非常昂贵。例如，航天器可以被“钝化”，也就是一旦航天器的寿命结束，未使用的能量（例如燃料或电池）就会被消耗而不是储存。

通过对卫星的轨道进行选择也可以减少产生碎片的机会。一颗报废的卫星可以被编程进入低地球轨道，在那里它将被烧毁。

沙特官员在2001年1月检查了一个坠毁的航天器模块。

图片来源：NASA Johnson Space Center

也有人正在尝试发射可重复使用的火箭，例如，美国公司SpaceX已经向我们展示过了，而蓝色起源（Blue Origin）则正在开发之中。可重复使用火箭产生的碎片要少得多，因为它们返回地球的方式是可控的，当然还是会有一些来自油漆和金属屑的碎片。

许多机构确实都在认真考虑碎片风险。欧洲航天局（European Space Agency）正在计划一项名为“清洁太空-1”（ClearSpace-1）的任务，试图用一个四臂机器人捕获和清除太空碎片。联合国通过其外层空间事务办公室（Office of Outer Space Affairs）于2010年发布了一套《空间碎片减轻指南》（Space Debris Mitigation Guidelines），并于2018年发布了加强版。然而，正如新研究背后的作者所指出的那样，这些只是指导方针，并不是国际法，也没有具体说明应如何实施或控制减轻太空碎片的行动。

该研究认为，先进的技术和更周全的任务设计将降低航天器碎片不受控制再入的速度，从而降低全球范围内的危险风险。它指出：“不受控制的火箭体再入构成了集体行动问题；解决方案是存在的，但每个发射国都必须采用它们。”

正如禁用破坏臭氧层的含氯氟烃化学品的协议所表明的那样，各国政府共同行动的要求并非史无前例。但是，相当可悲的是，这种行动通常须要在采取行动之前，发生对北半球产生重大影响的事件。更改国际协议和公约需要时间。

五年后的2027年，将是第一颗卫星发射升空70周年。如果能够以一项得到所有联合国国家批准的强化和强制性国际空间碎片条约为标志，那将是对这一历史事件很好的庆祝。最终，所有国家都将从这样的协议中受益。

本文作者：

莫妮卡·格雷迪（Monica Grady）

英国开放大学（Open University）行星与空间科学教授、利物浦希望大学（Liverpool Hope University）校长和英国自然历史博物馆高级研究员。

参考来源：

https:///scientists-calculate-the-risk-of-someone-being-killed-by-space-junk-186666