综述

找了好久的东西突然失而复得，相信谁遇到了这样的事情都会感到高兴。但如果这个东西是在茫茫的太空之中，早已失联了46年的人造卫星，那就只能用玄幻来解释了。因为按照科学家的预计，在半个世纪前的卫星，应该早就坠入大气层中销毁了。

Tips：斯普特尼克一号是世界上第一颗人类向宇宙发射的人造卫星，是由前苏联火箭专家科罗廖夫利用导弹改制而成。整体为铝制球体，直径58厘米，重83.6千克，有4根鞭状天线，内部装有科学仪器。

宇宙中剧烈的温差变化和太阳风的摧残，都会大缩短人造卫星的寿命。但奇怪的是，在2013年的时候，却偏偏发生了这样的怪事，一颗和地球失联了46年的卫星，却再次向地球发送信号，但科学家却怎么也高兴不起来。

神秘的电波信号

家住英国康沃尔郡的菲尔·威廉姆斯是一名业余的天文爱好者，他闲暇时最大的乐趣就是用自制的射电望远镜搜寻宇宙中的各种无线电信号。

这些被射电望远镜捕捉到的信号来源多样，有的来自于遥远的恒星、中子星、甚至是超新星爆炸，也有些来自于地面的无线电信号干扰和头顶的卫星。

Tips：抛物面天线直径为250英尺(76.2米)的马克1A射电望远镜，是世界上第一台巨型抛物面射电天文望远镜。

所以想要用射电望远镜观察宇宙，就必须把这些人造的电磁波干扰过滤出去，威廉姆斯观察宇宙，每天要做的第一件事就是把这些干扰信号剔除出去。

做法比较简单，比如说不接收广播信号的波段，以及熟悉每天有哪些卫星会从射电望远镜头顶经过，再把这些卫星发射的信号过滤出去。但在2013年，威廉姆斯发现了一个237mHz频谱下的神秘信号。

这个信号每过4秒便会重复一次，如此有规律的电波信号，如果不是人类卫星发出的，就只能是外星人搞得鬼了。于是，它通过查找资料，发现这个波段的下，人类确实发射过一颗卫星，LES-1。不过让他想不通的是，这颗卫星当初刚到达近地轨道不久便失联了，如此过了46年，怎么会突然复活呢？

Tips：LES-1是通信卫星，于1965年2月11日发射，也是林肯实验卫星计划中九颗卫星中的第一颗。

NASA得知了这个消息之后立刻开始追踪，并确定信号源确实是早已失踪的LES-1。这颗卫星是什么来头，当初是作何目的发射到太空中的呢？这一切还要从美苏争霸开始说起。

美苏争霸下的失败品

上个世纪50年代，正是美苏两国装备竞赛的高峰时期。1958年，美国在太平洋高空中试爆了一颗原子弹。实验非常成功，但却意外捅了一个大篓子，爆炸点附近的电离层，被核弹给炸没了。

Tips：据统计，从上世纪40年代到90年代，美国共进行了上千次核试验。其中，仅在马绍尔群岛就进行了67次核试验，而23次在比基尼环礁进行。

当时想要远距离通信有两种办法，第一种是埋设长长的电缆，属于有线通讯。有电视信号强，干扰少。但缺点也同样明显，就是造价高，而且特别容易被破坏。

第二种是通过无线电通讯，先用发射天线向地球的电离层发射电磁波信号，之后通过电离层的反射，让远处的接收塔回收信号。它的优点就是造价低，缺点更加明显，不但信号差，还会受到太阳风、原子弹爆炸干扰导致通讯中断。

Tips：电离层是地球大气的一个电离区域，电离层从离地面约50公里开始一直伸展到约1000公里高度的地球高层大气空域，其中存在相当多的自由电子和离子，能使无线电波改变传播速度，发生折射、反射和散射，产生极化面的旋转并受到不同程度的吸收。

这次原子弹爆炸之后，虽然电离层很快就恢复了，但还是让美国意识到，传统的无线电通讯实在是太脆弱了，必须找到其他的方式，代替头顶脆弱的电离层。

最早提出的计划，就是制造人工电离层，也就是西部福特计划。这个疯狂的计划，想把数吨细如头发丝的铜针发射到近地轨道上，铺在美国领土上空，组成一个巨大的环带。

美国经过几次实验之后发现这个计划并不可行，如果美国当初真的这么干了。那从此以后，它不管发射什么卫星，都会被这些铜针“万箭穿心”，当然，其他国家也无法幸免。这些铜针会在地球周围飘得到处都是，变成我们现在所说的太空垃圾。

Tips：西福特计划是一个通过在以近地轨道上散布金属针形成云状环来反射无线电信号，从而解决当时美军在通信方面存在的重大弱点的计划。计划试图将4亿3000万根偶极天线发射到轨道上形成云状环，改善远程通信条件。

好在这时，有科学家提出，可以发射高频波段的通讯卫星，替代脆弱的电离层。于是，林肯实验室开始了研发微波通讯卫星的计划。在1965年2月11日，美国发射了世界上第一颗通讯卫星，也就是LES-1。它的构成特别简单，由天线系统、蓄电池，太阳能电池板和动量轮组成。

由于当时的技术还不成熟，卫星的太阳能电池板都是贴在卫星上的，再加上突出的天线，看上去像个满身贴纸的锤子。动量轮可以用来调整卫星的姿态，让它的天线始终对着地球。按照计划，LES-1会在卡纳维拉尔角发射升空，进入圆形轨道后再次变轨，进入工作的椭圆形轨道中。

Tips：LES-1是载有1.5 m长多面体形状的航天器，它从2376个太阳能电池中汲取能量，仅在日光下运行。

可惜的是，在变轨的途中，火箭却未能点火，卫星只能停留在一个错误的轨道上。在之后的事故调查中发现，火箭点火失败，是因为当初仓促赶工，火箭布线错误导致的。本来这也能凑合着用，但更尴尬的是，在卫星和火箭分离之后，动量轮也不能正常工作了，卫星开始在轨道上不停翻滚，彻底失去了通讯卫星的功能。

到了1967年，LES-1又因为未知的原因彻底失去了信号，第一次试验就这样宣布失败。这颗卫星，就变成了又一个美苏争霸下赶工出错的失败品，在地球上空如幽灵般飘荡着。因为失去联系，美国连它精确的轨道都算不出来。

Tips：当LES-1与助推器分离时，它以每秒3转的速度旋转。当机载火箭未能与卫星分离时，这种旋转转化为滚落。

这次重新发现LES-1，NASA认为它依旧没有任何实用价值。因为根据它的信号每4秒出现一次来看，这颗卫星依旧在不停地翻着跟头，每四秒自转一圈。至于为什么当初会失败，以及现在为什么又复活了，科学家早就知晓了原因，是因为范艾伦辐射带。

为什么它复活了？

地球是一颗会从南北两极发射磁场的星球，这些磁场形成了地球天然的防护层。宇宙中的高能射线和危险的太阳风，都会被地球磁场屏蔽。但是，这些高能物质并不是就此消失了，而是在磁场的禁锢下在地球周围形成了多层的高能粒子辐射带，也就是范艾伦辐射带。

Tips：范艾伦辐射带分为内外两层，内外层之间存在范艾伦带缝，缝中辐射很少。范艾伦辐射带将地球包围在中间。范艾伦带内的高能粒子对载人空间飞行器、卫星等都有一定危害，其内外带之间的缝隙则是辐射较少的安全地带。

这些高能粒子不但会对生物造成巨大的损害，也会让卫星的电子元件短路受损。比如说著名的哈勃望远镜，每次它通过南大西洋上空时，就必须停止观测，合上镜筒，否则就会被范艾伦辐射带里上兆伏的高能粒子破坏。

Tips：哈勃空间望远镜于1990年4月24日成功发射，是位于地球的大气层之上的光学望远镜 。

当初发射LES-1时，天文学家还不知道范艾伦辐射带的存在，结果卫星的各种电子元件先后被毁，最终连供电系统都被破坏，才导致失联。这次复活，估计也是因为高能粒子辐射，意外接通了供电系统才导致的。知道了这颗卫星还好端端得飘在天上，科学家一点也高兴不起来。因为这颗毫无用处的卫星，过了46年，还是一颗太空垃圾，威胁着如今在轨正常工作的其他卫星。

可怕的太空垃圾

其实类似这样的事情不止一件。在2018年的时候，一位加拿大的射电天文爱好者也发现了一颗人造卫星。是NASA在2005年宣告失联的IMAGE人造卫星。这颗用来观测地球磁场变化的卫星，在运行了五年之后突然毫无征兆的失去了联系。

从接收到的信号来看，这颗卫星上搭载的一些科研仪器依旧能正常工作，兴奋的NASA试图再次发送指令给IMAGE，它却只能执行少部分的命令，并且很快再次失联，从此渺无音讯。

Tips：2000年3月25日，美国国家航空航天局在加利福尼亚州发射了IMAGE卫星。

唯一抢救过来的例子是NASA在1995年发射的SOHO卫星，它被设计出来研究太阳。但在运行了三年之后，1998年SOHO卫星与地面失去了联系。科学家苦苦等待了三个月，SOHO才恢复了正常，继续服役。

除此之外，人类发射的失联卫星，就再也没有找回来过。这些飘散在地球上空的幽灵，总是会时不时地“复活”，刷一下存在感又再次消失。它们占据了地球上空大量有用的轨道，又因为早已失控，也可能会威胁到其他正常工作的卫星，甚至是载人的空间站。

Tips：太阳和太阳圈探测器简称SOHO，是欧洲航天局及美国太空总署共同研制的无人太空船，该太空船重610公斤，于L1拉格朗日点上公转。

1983年，挑战者号在例行任务中被一块直径仅有0.2毫米的涂料碎片击中，好在只是舷窗划伤，但还是决定提前返航。

1986年，欧洲发射的“阿丽亚娜”火箭在进入近地轨道之后因为不明原因爆炸，预计碎成了3000多块小型碎片，这些太空垃圾随后击中了两颗日本发射的卫星，导致它们完全失联。

就连中国的神舟十一号载人飞船也遭遇过太空垃圾的威胁，幸好及时规避，才没有发生事故。

Tips：太空垃圾主要包括航天器及运载火箭在发射、运行中产生的碎片，也包括火箭、航天器爆炸、撞击过程中产生的固体废物及碎片等。据统计，与大于10厘米的太空垃圾(至少有1.6万)碰撞或可“杀死”航天器 。

在1984年4月，“挑战者号”航天飞机将一个圆柱形的铁桶安放到了近地轨道上，目的就是想看看太空垃圾和微流行到底有多么致命。

六年后的1990年1月这个铁桶被NASA回收，结果发现铁桶上散布着密密麻麻的撞击坑，仅肉眼可见的就有3万多个，相当于每天被撞击15次。

如今的卫星发射计划，轨道设置越来越高，防撞外壳也成了卫星标配，但这种安全措施还能有效多久，谁心里也没有底。

Tips：挑战者号航天飞机是美国正式使用的第二架航天飞机，并于1983年4月4日正式进行任务首航。

迄今为止，人类已经向近地轨道发射了大大小小约9000颗人造卫星，目前估计还没有坠入大气层中烧毁的有6000多颗，其中只有约四成还在正常工作。这些已经失联的卫星早已偏离了自己的轨道，在相互撞击中碎成更小的太空碎片。

在2015年的时候，有人乐观得估计，按照目前卫星发射频率来看，再过300年，密密麻麻的太空垃圾就会把人类完全锁死在地球上，以后再也不能进行太空探索。但是按照现在的发射情况来看，太空垃圾的增长速度只会越来越快。

Tips：据相关数据显示，2019年全球进行的102次航天发射任务中，97次发射成功（包括1次部分成功），5次发射失败。全年发射航天器492个，创造了航天器年度发射数量历史新高。

目前正在大量制造太空垃圾的有两个。一个是印度，它们发射的卫星失败率太高，有相当一部分都变成了太空垃圾，而且为了刷存在感多次发射“一箭多星”，最高纪录是一箭104星，但这些卫星全在一个轨道上，不知道什么时候就会相撞变成垃圾，被外媒笑称是在太空中撒土豆。

Tips：2016年6月15日，搭载104颗卫星的印度极轨卫星运载火箭从斯里赫里戈达岛的印度航天发射中心发射升空，创历史记录。

另一个让人担忧的是马斯克的星链计划。他计划发射4.2万颗通讯卫星，为全球带来更廉价的网络服务。听上去初衷不错，但是这么多卫星根本没有合理的回收或者销毁能力，只是在占用地球近地轨道的使用空间，所以也成为了学界的批评对象。

Tips：截至目前，人造卫星的发射数量已经达到航天器发射总量的90%，中国、美国和俄罗斯也是世界上发射卫星数量最多的三个国家。

目前马斯克已经完成了9次发射任务，布置了600多颗卫星，未来的部署速度只会越来越快。但怎么解决越来越多的太空垃圾，不仅是马斯克头疼的问题，也是全世界共同面对的潜在危机。

结语

目前，全世界都没有回收太空垃圾的有效办法，我们只能等着这些碎片自己缓慢地坠入大气层中销毁。这并不是一件好事，首先不知道要等上多少年，其次掉下来的残骸砸中人又该怎么负责？

Tips：宇宙中大约有22000个大型太空垃圾围绕地球运行，其中包括工作中和坏掉的卫星，以及过去太空探险中遗留下来的旧火箭碎片。

在此小编建议，发射卫星应该像碳排放一样增收发射税。而且像美国这样的发达国家应该多增收，发展中国家少增收，好做到公平公正。不知道大家支不支持我的建议呢？