制图：蔡华伟
9月以来，失去控制的美国“高层大气研究卫星”让人皱起眉头。这个重约6吨的庞然大物可能在9月23日前后坠至地面，究竟砸在何处目前无法精确预计。
“高层大气研究卫星”是上世纪90年代美国“行星地球使命计划”启用的第一颗卫星，2005年失效后，由于燃料耗尽，地面失去了对它的控制。
作为万千太空垃圾中的一分子，这颗卫星的坠落会造成多大的破坏？会不会真的引起伤亡？太空垃圾是怎样产生的，又有怎样的危害？面对日益增长的太空垃圾我们该如何防护？
具体坠落位置很难预测
还未发生过太空坠落碎片砸人情况
这颗失去控制的废弃卫星会落在陆地上吗？
国家天文台空间碎片研究和应用中心首席研究员刘静认为：“因为这个卫星已经不受地面控制了，其受到的所有力都是自然力，导致下落时主要是受到大气阻力的影响。由于大气阻力大小取决于大气密度，而密度很难预报准确，因此其具体坠落的位置和时间就更难准确预测了，误差会达上千公里，可能落在陆地，也可能落在海洋。”
中国空间技术研究院研究员庞之浩认为，公众对于卫星撞地球不用过于担心。失控卫星对地面的主要威胁来自于体内的“硬骨头”。部分卫星的关键部件用钛合金等高强度材料制造，而燃料箱的结构设计一般非常坚固，这些部件在卫星坠入地球大气层时难以全部烧毁，残留的碎块会砸向地面。在大多数情况下，这些碎块会落到海洋或荒野等无人区。另外，美国等国家现在已经有能力在碎块坠地前约2小时较准确地预报坠落地点，因此受威胁地区的人员有时间疏散或躲避。
刘静也认为，通常体积不大的废弃卫星，在进入大气层的过程中受到大气的摩擦后会裂解，并在到达距地面几十公里的高度前就会被完全烧毁，不会对人员产生危害。这个“高层大气研究卫星”裂解后的碎块可能有的体积较大，经大气层后仍不能被完全烧毁。但即使落在陆地上也是部分碎块而不会是整个卫星。
“真的发生有人在路上行走被天上掉下碎片砸中这样的事件概率非常低，目前为止世界范围内还没出现过这种状况。”刘静说。
太空垃圾数量已达“临界点”
威胁不仅在太空也在地面
就在美国国家航空航天局(NASA)预告废弃卫星坠落的十几天前，美国全国研究委员会刚公布一份报告称，地球上空的太空垃圾数量已达“临界点”，相撞几率大增。
“我们专业研究人员一般将太空垃圾称为空间碎片。主要是指轨道上的或重返大气层的无功能人造物体，包括其残块和组件。”刘静说。
据介绍，空间碎片的大小差别极大，按其大小大致可以分为：大空间碎片，指10厘米以上的空间碎片，是目前地基监测手段能测量其轨道的碎片；小空间碎片，指1毫米以下的空间碎片，可通过天基直接探测，或分析回收物的表面获得它的信息；危险碎片，指介乎大、小之间的空间碎片，目前尚无有效的探测方法。
“太空当中存在着大量的例如危险碎片这类难以探测的空间碎片。从1957年人类发射第一颗人造地球卫星以来，空间碎片总数应该已经远超过4000万个了。”刘静说。
空间碎片巨大的破坏力来自它的速度。据统计，空间碎片和航天器撞击时的平均相对速度是10千米/小时，撞击时的动能十分巨大。如果和炸药相比的话，1克空间碎片撞击产生的能量相当于24克炸药爆炸时释放的能量。
刘静强调，空间碎片的威胁不仅在天上，也在地面。空间碎片在陨落过程中首先和大气层发生摩擦，高温高压使其熔化和解体，但是最终仍有一些碎块落在地面，这些高速落地的炙热碎块会对地面的生态系统造成威胁。
那么，该如何减缓太空垃圾的增长，并对其造成的危害进行有效防护呢？
刘静认为目前有三方面的对策：一是躲避空间碎片碰撞，二是加强航天器防护，三是保护空间环境。
随着未来技术的发展，人类也有可能获得更多手段处理卫星撞地球的麻烦。庞之浩介绍说，有研究者正在尝试用可降解材料制作航天器，以便它们重返大气层时可轻易地“化作青烟”。
庞之浩说，有关国家应该更加科学地规划，让每个航天器都能“听话”地找到归宿。
