太空垃圾與保護外層空間環(huán)境
《星空清理者》劇照
“2068年，一顆毫不起眼的廢棄螺絲釘，以約8km/s的速度撞上一架正行駛在大氣層外的Alnair-8型超高空客機，導致了一場史無前例的航空災難，宇宙垃圾和空間殘骸問題開始引發(fā)人們的廣泛關注?！?/p>
“廢棄人造衛(wèi)星、航天飛機拋下的燃料箱、空間站建造過程中產生的廢棄物……這些殘骸以接近8km/s的速度圍繞著地球旋轉，這類殘骸如果同航天飛機發(fā)生碰撞，極易造成重大事故，對現(xiàn)役的空間站和航天器都是巨大威脅。為避免悲劇重演，也為了宇宙的進一步開發(fā)，殘骸的處理問題日趨緊迫。為此，人類依托商業(yè)公司設立了殘骸回收部門，對太空垃圾進行專門回收和清除……”
2003年，一部講述太空垃圾回收人員工作和生活、名為《星空清理者》的科幻動畫，成為繼《風之谷》后，第二個原作及改編動畫雙雙斬獲“星云獎”的作品。這是一部講述在未來的2075年，人類面對早期宇宙探索蠻荒時期遺留的宇宙垃圾的問題，如何進行自救與處理，并在這一過程中深刻反思自我的作品。在如今各國持續(xù)加速自身太空探索、宇宙商業(yè)化開發(fā)進程提速，以及太空垃圾侵占稀缺近地軌道資源的復雜背景下，對人類今后該如何合理開發(fā)外層空間環(huán)境，具有深刻的啟發(fā)意義。
自1957年人類第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射升空以來，截至2020年，人類已經(jīng)向太空發(fā)射超過5000顆衛(wèi)星，其中在軌衛(wèi)星總數(shù)約3300顆，報廢衛(wèi)星2000余顆。根據(jù)歐洲航天局統(tǒng)計，目前大概有34萬個直徑超過10cm的各類人造廢棄物及其衍生物環(huán)繞著地球，其中直徑1cm—10cm之間的廢棄物超過90萬個，小于1cm的廢棄物體數(shù)量則超過1.28億個。在擺脫重力束縛的宇宙空間中，任何擁有質量的物體，小到一顆松動脫離的固定螺絲，大到超出運行壽命的報廢衛(wèi)星，在極高的飛行速度下，任何一次碰撞都將引發(fā)如同多米諾骨牌般的“級聯(lián)碰撞”，使太空垃圾的數(shù)量呈指數(shù)級地增加，并引發(fā)連鎖反應，造成大量衛(wèi)星的損毀。最終，這種惡性循環(huán)會使近地軌道被太空垃圾覆蓋，令發(fā)射新的航天器變?yōu)轱L險極高、幾近不可能的事。1978年，美國宇航局科學家唐納德·凱斯勒首次提出這一理論假說，并被科學界引申為“凱斯勒現(xiàn)象”。
隨著近年來近地軌道資源的持續(xù)開發(fā)，以及衛(wèi)星發(fā)射商業(yè)化運營進度的進一步加速，人類向地球近地軌道發(fā)射衛(wèi)星的數(shù)量呈爆炸式的增長——僅2021年一年時間，全球總計進行了145次火箭發(fā)射，發(fā)射入軌航天器1732顆。不僅如此，如美國太空探索公司（SpaceX）的“星鏈”計劃，更是計劃將總計3萬顆通信衛(wèi)星送入軌道。似乎不必等到作品中預言的2075年，在不遠的將來，甚至是當下，人類已然在面臨太空垃圾帶來的一系列問題。而動畫中出現(xiàn)的“太空垃圾威脅在軌航天器正常運行”的場景，早已在現(xiàn)實中多次上演——2014年3月和 4月，國際空間站為躲避兩塊分別來自歐洲和俄羅斯的衛(wèi)星殘骸，在3周時間內被迫兩次進行變軌躲避；2016年4月，國際空間站上的對地觀景臺玻璃，出現(xiàn)了一個因太空垃圾撞擊而產生的直徑約7毫米的裂紋……正如地表上的工業(yè)和商業(yè)建設會對環(huán)境產生不可估量的破壞，地球外層空間在商業(yè)化開發(fā)下，也同樣被太空垃圾問題困擾。但不同于受到重力影響的地表，無重力環(huán)境進一步提高了太空垃圾的清理及回收難度，也導致清理成本之高幾乎難以有任何商業(yè)價值。
在《星空清理者》這部作品中，主角所就職的“殘骸課”因為垃圾回收效益不高，不受公司重視，導致部門預算和編制減半，總是被內部其他部門輕蔑地稱作“半課”。僅僅一個部門幾個人的辛勤工作，在面對海量的宇宙垃圾時，總是顯得杯水車薪。但值得慶幸的是，在現(xiàn)實中，人類已經(jīng)在眾多事故后認識到太空垃圾的危害，并紛紛開始采取行動。
2021年10月24日，中國成功發(fā)射實踐二十一號衛(wèi)星，并將一顆失效的北斗導航衛(wèi)星從擁擠的地球同步軌道上拖拽到了航天器稀少的更高的軌道上，這標志著航天器被動移位和太空垃圾處理新方式的成功執(zhí)行。同時，其他航天大國也相繼認同空間碎片已經(jīng)對航天活動造成嚴重威脅，并開發(fā)各種技術攜手應對太空垃圾問題。各航天大國協(xié)同成立“機構間空間碎片協(xié)調委員會（IADC）”的國際合作組織，定期通報各自的航天發(fā)射活動，通報各種空間碎片態(tài)勢，交流各種碎片監(jiān)測、預警、防護、減緩技術等。此外，聯(lián)合國也在努力通過“外空活動委員會”每年定期召集各國開會、制定國際規(guī)則，努力保護外層空間環(huán)境。這似乎也印證了作品中最為人所稱道的那句臺詞：“從這里根本就看不見什么國境線，只有地球……”
