《地心引力》中那些太空碎片应该如何去处理

太空垃圾(space debris或space junk)，是指在绕地球轨道上运行，但不具备任何用途的各种人造物体。这些物体小到固态火箭的燃烧残渣，大到在发射后被遗弃的多级火箭。它们有撞击其它航天器的风险，某些太空垃圾在返回大气层时也会对地面安全造成威胁。

不过，按照火箭科学家专业的说法叫做"轨道碎片"，不过一般人都将其称为"太空垃圾"。别小看了这些零零碎碎的太空垃圾，据统计，而与大于10厘米的太空垃圾(至少有2万)碰撞或可"杀死"航天器。惊讶有这么多的垃圾吗?其实，归根结底都是我们人类自己制造的。

由于太空垃圾以轨道速度运行，若与它们相撞可能会严重损坏尚在运作的航天器，甚至威胁到宇航员在舱外活动时的生命安全。随着太空探索的推进，太空垃圾的数量逐年递增，太空垃圾问题开始日益受到关注。

清理轨道碎片的方法，比如用激光照射目标降轨、无人航天器捕获等。但是到目前为止清理在轨碎片仍然没有任务实质性的行动，因为空间碎片清理技术能力具有强大的军事用途，成为各国太空角力的新手段，这是太空碎片清理裹足不前的重要原因。但是越是这样耗着，下面的人类，就意味着面对更多的威胁。

这里有一些举措正在构想，或已经开始实施：

1、使用抓钩

这一构想的代表是瑞士航天中心（Swiss Space Center）正在研究的“清洁太空一号”（CleanSpace One）项目，该项目主要利用机器人“抓取”技术。“清洁太空一号”是一个重30千克至40千克的立方体卫星（CubeSat），该卫星在很大程度上是基于商用现货（COTS）技术制造的。据预测，此次发射的时间大约在2017年至2018年。首先，“清洁太空一号”将在700千米的高度从运载火箭弹射而出；其次，“清洁太空一号”卫星将靠近以每小时28000千米速度运行的“瑞士立方体”（Swiss Cube）卫星，并机动到同一轨道；然后，“清洁太空一号”卫星在捕获目标之前，进入交会阶段。最后，“清洁太空一号”卫星将 “瑞士立方体-1号”带回大气层。这两颗卫星将以极高的飞行速度与大气层摩擦，从而燃烧净尽，不留任何痕迹。

2、用网

日本宇航探索局（Japan Aerospace Exploration Agency，JAXA）已经联手日本的渔网制造商日东制网株式会社（Nitto Seimo），建立一个系统来收集空间碎片。目前尚不确定系统何时会推出，但日东制网株式会社的目标是在两年内完成该系统。新系统将发射一颗卫星到空间，卫星连有一张薄金属网，张开可达几千米远，该网利用卫星的机械臂在绕地球飞行的同时将捕捉空间碎片。然后，系绳将与机械臂的前端脱离。在碎片收集过程中，该网将充电，并最终利用磁场将碎片拉回地球，在进入大气层时，该网与收集的垃圾一同焚毁。这种超强的太空网，灵感来自基本的渔网概念，它已经成为日东制网株式会过去6年广泛研究的主题，由三条多层金属绳索组成，每条绳索直径1毫米，用与人类头发一般细的纤维缠绕而成。

3、附加火箭到大块的碎片

已经提出的另一种方法是附加小型固态火箭发动机到大块的空间碎片，并利用这些火箭稳定目标，然后机动到冲突风险较小的较低轨道。此外，这些较低的轨道空气阻力较大，所以卫星轨道的衰减速度要比原来快得多。

4、使用大的太阳帆

英国萨里空间中心（Surrey Space Centre）目前正在开发一种基于太阳帆的技术，命名为“立方帆”（CubeSail）。“立方帆”纳米级卫星重约3千克，大小约为30厘米×10厘米，展开后如同一个风筝。“立方帆”使用了可借助太阳能的太阳帆作为动力推进系统，不过，这面帆还有另一个独特功能，那就是作为“轨道刹车”，帮助它脱离轨道，坠入大气层烧毁。“立方帆”将搭载在一个500千克以下的小型飞行器上，预计将于明年晚些时候发射到地球上空700千米处的近地轨道，并展开其大约5米×5米的帆，然后分两步进行垃圾清理测试：位于低轨道的太空垃圾，它将直接用展开的帆将其黏住；至于在较高轨道上的垃圾，就要借助太阳能动力去接近了。即使在700千米这样的高度，仍然存在着稀薄的大气分子，这些大气分子产生的阻力会拖拽着近地轨道上的卫星，使其轨道迅速衰减，直至将它们拉回大气层烧毁。该项目进行了为期一年的太阳能帆船验证试验，试验的目标是显示太阳辐射的推进作用。试验结束后，它们将开始通过增加阻力脱离卫星轨道。

5、使用地面激光来将碎片推入近地轨道

然而，一些针对中型碎片保护卫星的可能措施也很重要。“太空清洁”项目——与“清洁太空一号”项目没有任何关系——在2011年6月启动，为期三年。该项目由一个财团联合九个专业的合作伙伴进行运作，激光工业公司(CILAS)负责领导。正如前面所述，清除大块空间碎片是当务之急。此前的所有解决方案均侧重于利用航天器清除空间碎片，该项目旨在通过使用基于地面的解决方案来清除空间碎片。该项目的目标是建立一个全球架构，其中包括监视、识别和跟踪。一旦某个太空垃圾目标被锁定，创新的陆基激光器将发出一束激光，照射在太空垃圾背离地球的一端，使该部分气化，然后利用气体的反作用力推动太空垃圾朝地球的方向运动，最终使其进入大气层烧毁。

不用特别处理。它们早晚都会坠入大气层烧毁的。
地球大气层很厚的，虽然离地球越高，大气越稀薄，但在数千公里之上，仍能检测到大气分子。
空间站的运行高度只有300－400公里，在这个高度上，仍然有空气阻力，卫星和空间站在大气阻力作用下，会逐渐丧失高度，所以卫星和空间站过一段时间就要提高运行高度，否则就会坠毁。
太空碎片也是如此。几个月或几年之后，这些碎片中的绝大部分都会坠入大气层烧毁。