2009年2月10日，西伯利亚上空约789公里，一颗美国通信卫星和一颗已退役的俄罗斯卫星撞在一起。没有火光，也没有声音；雷达屏幕上，两团碎片云缓慢散开。真正让人后背发凉的是一块碎片的速度：约每秒7至8公里。你眨一下眼，它已经飞过好几公里。
太空垃圾不是“垃圾袋”，而是高速子弹
太空垃圾（更正式的说法是“轨道碎片”）指人类留在绕地轨道上、已不再工作的物体及其碎片：报废卫星、火箭末级、碰撞和爆炸产生的碎块，甚至剥落的油漆片。把近地轨道想成一条没有清障车的高速路：报废车辆不靠边停，而是继续以子弹速度绕圈。
欧洲空间局估计，目前被编目跟踪的、尺寸大于10厘米的物体约3.5万件；大于1厘米的碎片可能上百万，大于1毫米的估计上亿。它们大多集中在近地轨道，也就是卫星和空间站常去的高度。
一厘米碎片，为什么能像车祸？
轨道速度约每秒7.5公里，是步枪子弹速度的约8倍。动能随速度平方增长，所以小碎片也会变成“隐形炮弹”。粗略估算，一块直径1厘米的铝碎片撞上航天器，能量约相当于一辆1吨重的小汽车以30到40公里/小时撞来。它不需要很大，就能在舱壁或太阳能板上打出坑，甚至击穿关键管线。
这也是为什么国际空间站会定期做避碰机动（提前点火改变轨道，躲开预测会靠近的碎片）。更大的碎片能被跟踪，但1厘米以下的物体太多、太小，常常只能靠防护屏硬扛。观测证实，航天器舷窗和太阳能板上有大量微米级撞击坑；至于某次具体撞击来自哪块碎片，往往很难追溯。
碎片会自己消失吗？
低轨道上仍有稀薄大气，会慢慢拖慢碎片，让它们最终再入大气层烧毁。但“慢慢”可能是几年，也可能是几百年。高度越高，空气越稀薄，清理越慢。更麻烦的是碰撞：一次撞击产生更多碎片，碎片再撞出更多碎片。1978年，唐纳德·凯斯勒提出一种理论预言：当轨道物体密度足够高，碰撞可能连锁发生，形成凯斯勒综合征。这是一种理论预警，并非已经全面发生的确定结论；某些轨道是否已接近临界，目前尚无定论。
清理太空垃圾，难在哪？
难在“抓”和“停”。碎片形状不规则、翻滚，没有把手；清理卫星要靠近、对接或捕获，再把它拖入大气层或送到“坟墓轨道”（更高、较少使用的废弃轨道）。这像在高速公路上追一辆同样高速、还在旋转的旧车，而且不能碰坏旁边的车。成本也高：一次专门清理任务，可能只处理一个较大目标。
所以更现实的顺序是：先减少新垃圾——让退役卫星主动离轨、减少火箭末级滞留、提高碰撞预警；再谈清理。目前已有一些试验性任务演示了捕获或拖拽技术，但大规模清除仍停留在方案和早期验证阶段。
回到那块碎片
2009年那次相撞留下的碎片，有些会在轨道上徘徊数十年。你今天抬头看不见它们，但它们仍在替人类回答一个问题：当发射越来越便宜，近地轨道会不会变成一条没人扫的公路？下一次避碰警报响起时，我们躲开的是一块碎片，还是某种更长期的选择？
延伸阅读
- ESA Space Environment Report（欧洲空间局空间环境报告，机构网站）
- NASA Orbital Debris Program Office（美国航天局轨道碎片项目办公室，机构网站）
- 纪录片《Space Junk 3D》（2012）