“太空垃圾”需要“清扫”吗？

科普中国-科学原理一点通 2017-12-18

　　太空也需要清扫？这好像有些不可思议。其实，太空中还真有很多“垃圾”，它们全都是人类留在太空中的废弃物。比如，有航天器零部件、各种工具和材料、老化失效的卫星，甚至整个火箭推进器，还有空间物体爆炸或相互之间碰撞产生的碎片等。这些所谓的“太空垃圾”，它们主要是人类进行空间活动的产物，也是空间环境的主要污染源。

　　太空也需要“清扫”吗？

　　据专家估计，目前存在于宇宙近地轨道上尺寸大于10厘米的太空垃圾有50多万件，它们以约40000千米/时的速度在运动。美国航空航天局专家唐纳德·凯斯勒早在1978年就指出，太空垃圾随着时间推移会呈指数级增加，最后形成一条太空垃圾带，并预测将会发生灾难性碰撞，这就是著名的“克斯勒尔症候群”。果然，2009年，一颗失控的俄罗斯通信卫星与美国“铱星33号”发生碰撞，瞬间产生了2100多块碎片。每一块碎片都足以摧毁正在轨道上运行的航天器。也是在2009年，一块卫星残片与国际空间站擦肩而过。

　　首届轨道垃圾清除国际会议于2009年召开，会议提出了一些对地球轨道进行“大扫除”的方案。一是利用激光改变垃圾轨道；二是利用由太阳辐射降低垃圾运行速度；三是利用低地轨道卫星释放出的电动索，像网罩一样罩住太空垃圾；四是利用太空冷冻薄雾，降低太空垃圾的运动速度；五是利用太空胶水粘上太空垃圾后一起坠入大气层被烧毁。上述各种“清扫”方案，都是通过各种方式来减缓太空垃圾的运动速度，改变其轨道，使其最终烧毁或坠落。

　　太空垃圾

　　天文望远镜也会患上“白内障”？

　　仰望星空，满天星斗，不时有流星划过长空……可惜，在如今高度发达的现代城市中，这似乎已成了难得一见的景象。

　　城市发展了，城市灯光变亮了。人工照明让黑夜变得如同白昼，其反光效应让天幕也光亮起来了，使大多数星星几乎完全无法看见了。整座城市的照明强光反映在天幕上，又怎能让人辨识出夜空中的星星呢！别说是平时用肉眼观察了，就是用天文望远镜，观察星星也变得越来越不容易。如果把天文台的光学望远镜比作肉眼的话，那么城市夜空的亮光会令它们“老眼昏花”，以前能轻易观测到的比较暗的星星，现在却难以捕捉到了，天文望远镜的观察能力大大降低。用天文学专业术语来说，就是“星等”降低了。天文望远镜如同患上了“白内障”。就算是口径1.56米的上海佘山天文台天文望远镜，也难逃脱“白内障”的困境，近年来它已很少有能力参与世界级的天文观测项目了。

　　天文望远镜从“千里眼”变得“弱视”，并不是观测仪器本身的问题，根本原因就是城市照明带来的“光污染”。即便是始建于1675年、闻名全球的英国格林尼治天文台，也因饱受周边地区的“光污染”而无法正常工作，不得已于1998年关闭。其他许多国家的天文台为了有效地观察天象，也都纷纷将观测设备搬迁到大海中的孤岛上或者沉寂的高山顶上。

　　天文望远镜

　　“光”也会造成污染吗？

　　“光污染”是一种由于人类过度使用灯光照明而产生的环境问题。它来自家居照明、霓虹灯、景观照明、露天运动场和交通枢纽的强光照明……这些五颜六色、无处不在的灯光使城市的黑夜亮如白昼，而玻璃幕墙对太阳光的反射甚至在白天也会造成强烈的视觉污染。

　　光污染会影响生态平衡，破坏动物的生活规律，使它们昼夜不分，其活动、辨向、竞争、交流能力皆受到影响。例如，过度照明会促进藻类繁殖，形成赤潮，会杀死水体中的浮游生物并污染水质。光污染会影响夜行昆虫的辨向能力，使得那些依靠夜行昆虫来传播花粉的植物因得不到“帮助”而难以繁衍，久而久之导致种类的消失，破坏了整个生态环境。候鸟、刚刚飞出巢穴的雏鸟、初生的海龟等，也都会因为光污染影响而迷失方向，并由于找不到合适的生存环境而死亡。

　　当然，光污染还会严重扰乱人类的生物钟，使不少人因此长期失眠。光污染还会影响人的心理，影响视觉习惯。如果人们长期或经常在夜间受到光污染，生活上也会受到很多限制。