如何解決太空碎片問題

    3月27日，印度宣布成功進行首次反衛星試驗。就在印度舉國歡騰之際，美國國防部和宇航局先後批評印度反衛星試驗制造大量太空碎片，稱已檢測到400塊碎片，並對其中60塊進行監視。美國高調批評盟友的做法，在過去很少見。

    太空碎片問題被詬病已久。根據美國航太局約翰遜航太中心資料，目前，地球周圍有近12.5億塊太空碎片，大小自1毫米至數十釐米不等。這些太空碎片每秒飛行速度7公里至8公里，甚至10公里至15公里，相當于子彈速度的10倍以上，對太空飛行器造成一定威脅。鮮有人知的是，大部分太空碎片來自冷戰時期的美蘇反衛星試驗。

    威脅太空安全

    反衛星試驗中，無論採取何種手段，目標衛星被摧毀後都會産生一定數量碎片，這些碎片繞地球運轉，對空間飛行器構成一定威脅。至于多大碎片會産生影響，國際上沒有統一標準，通常認為大小在1.5釐米至20釐米的碎片具備破壞力。其中，5釐米大小的碎片可使一顆衛星失效，10釐米大小的碎片可將一顆衛星摧毀，小于1.5釐米的微小碎片威脅不大，可以忽略不計。

    美國空間監視網是唯一公開宣布對太空碎片進行監測、跟蹤和編號的機構，擁有十幾臺大型雷達，例如“赫斯臺克”雷達及其輔助雷達，號稱世界上分辨率最高的成像雷達，可以分辨5毫米碎片，該機構的檢測結果和報告在國際上具有一定權威性。一般情況下，美國空間監視網僅對1.5釐米以上有害碎片進行跟蹤和編號。據此推算，印度此次反衛星試驗共産生的400塊碎片中，大于1.5釐米的碎片共60塊。

    初步解決辦法

    根據美國空間監視網的報告，2013年運作在地球軌道上的空間目標，包括正常運作衛星、飛船、空間站、失效衛星、運載火箭殘骸以及太空碎片共計2.3萬塊。其中1.5釐米以上的太空碎片約佔57%，即1.4萬余塊。各國專家學者普遍認為，這1.4萬余塊碎片主要來自美蘇冷戰時期的反衛星試驗。

    冷戰後期美國初步解決衛星碎片問題。方法之一是採用新型反衛星導彈，當導彈與衛星“相遇”時，展開一張巨大的聚酯板拍打衛星，使衛星內部儀器失靈，衛星仍保持完整外形，不産生碎片。二是在衛星上安裝機械手“擒拿”目標衛星。不過這一方法的作用距離太短，實戰意義不大。

    蘇聯的早期反衛星試驗也産生大量碎片，據美國雜志報道，從1968年至1982年，蘇聯共進行20次反衛星試驗，産生碎片736塊。此後通過改進反衛星技術，逐漸減少産生的碎片數量。

    印度科學家稱，此次印度進行反衛星試驗的空間高度僅300千米，産生的太空碎片將在45天內墜落。這一説法有一定道理，因為300千米位于臨近空間，含有極稀薄空氣，對碎片有微小阻力，碎片高度將隨著時間逐漸下降，直至墜入大氣層被燒毀。

    “終極”解決之道

    無論是直接碰撞，還是用聚酯板拍打，僅僅是初步解決碎片問題，隱患仍在。鐳射和微波殺傷衛星技術，無需碰撞就可使衛星失效，一勞永逸地解決碎片問題，但要把鐳射武器放在飛機或衛星上很難，原因在于功率大的鐳射武器重量也大，飛機和衛星無法承受，重量輕的鐳射武器功率小，達不到殺傷要求。美國空軍曾研制出機載鐳射武器，並以波音747飛機作平臺，進行多次試驗，但最終于2011年下馬，原因是鐳射武器功率不足以摧毀對方導彈。

    衡量鐳射武器的主要性能指標是重量/能量，投入實戰的機載鐳射武器這一比值至少要達到5千克/千瓦，即輸出功率為100千瓦鐳射時，鐳射設備的總重量不得超過半噸。然而目前的技術只能實現50千克/千瓦，距離實戰要求還很遠。

    自特朗普上臺以來，美國特別重視鐳射技術發展。2018年美國導彈防禦局局長公開表態，加大對高功率鐳射武器投資，並預言近年內鐳射技術將有重大突破，屆時武器和戰略、戰術概念或將有重大改變，我們將拭目以待。（郭衍瑩）