地球轨道太空垃圾泛滥 为何照片中看不到？

出品 | 王真 网易科学人栏目组

有时候，当发布从太空中拍摄的地球炫酷照片时，我们不禁会产生疑问：地球轨道周围的太空中有如此多的太空垃圾，为何我们在壮观的地球照片中看不到它们？

地球上空变得越来越拥挤，卫星和太空垃圾日益增多。但与地球的辽阔相比，这些人类以及人类制造的东西都显得相当渺小。目前，围绕地球轨道运转的人造卫星共有4256颗，其中只有1149颗依然在正常运行。大多数人造卫星都很小，最小的CubeSat只有10厘米见方，最大的通信卫星也仅有30多米长，而地球的平均直径有12742.02千米。

与地球相比，国际空间站也显得微不足道。国际空间站是迄今为止，人类建造的围绕地球轨道运行的最大人造物体，它全长近109米。即便如此，它还不足以容纳地球观测仪器，比如DSCOVR卫星的EPIC镜头，后者可拍到160万公里之外的地球绝美照片。EPIC项目首席科学家杰伊·赫尔曼（Jay Herman）说，EPIC镜头捕捉的最小物体大约有8到10千米宽。在这个范围内，国际空间站在地球照片中甚至算不上一个小点。

即使卫星拥有更近距离的有利位置和更高分辨率，它们在地球照片中能否出现也要靠运气。美国宇航局的Terra和Aqua卫星携带着MODIS (中分辨率成像光谱仪) ，在地球表面上空708公里处运行。赫尔曼说：“MODIS卫星的分辨率高达1公里，你可能根本无法分辨出类似国际空间站那样的物体。即使它刚好穿过视野，你也只会看到一个亮点，无法看清楚到底是什么，更不用说确定其身份。”

当然，这并非是说没有轨道观察设备能够捕捉到其他卫星或太空垃圾的照片。赫尔曼说：“有些高分辨率的商业卫星能够看到国际空间站，或者更小的人造物体。”但即便如此，这也与观察角度和位置息息相关。卫星在设计时就考虑到不能互相碰撞，这意味着它们的运行轨道很少有交叉的情况，许多卫星都在不同的海拔运行。

举例来说，国际空间站大约在地球上空402公里处运行，而其他卫星则在更接近地球或距离地球更远的轨道上运行。赫尔曼表示：“商业卫星可以看到国际空间站，因为后者位于相当低的轨道上。但是它们无法看到MODIS，因为它处于比高分辨率商业卫星更高的轨道上。”

即使在地球的广角照片中看不到，但对于参加太空飞行的人来说，这并非意味着太空垃圾毫无威胁。下列信息图显示，地球周围的太空领域已经变得非常拥挤。赫尔曼称：“地球周围有许多太空垃圾。事实上，国际空间站偶尔需要机动运行，以避开雷达上发现的太空垃圾。”

这些太空垃圾体积都很小，从油漆芯片到棒球大小的碎片，它们曾是各国卫星的一部分。这些碎片在照片中几乎无法看到，但它们很可能在太空中造成麻烦。它们的速度很快，如果你被小块太空垃圾砸中，可能造成巨大损失。2016年春，一块太空垃圾将国际空间站的窗户砸出缺口。

但对于许多人来说，眼见为实。有一种方式可发现地球轨道太空垃圾的密度，但不包括雷达追踪、卫星或摄影。只需要在晴朗的月光下，找到光污染最少的地方，然后仰望星空。当你调整好眼睛后，你应该能够看到微小的亮光稳步划过天空，它们比飞机更小。

这些是数以百计的卫星，它们体型足够大，位置足够低，可在地球上被看到。而漂浮在地球周围的绝大多数物体都非常小，用肉眼几乎无法看到。但即便如此，依然有足够大的卫星围绕地球运行，至少你能看到几颗。你需要做的，就是抬起头。