首度有太空垃圾撞上月球表面──天文學家擔心這個問題會日益嚴重。
阿波羅8號(Apollo 8)的太空人弗蘭克.博爾曼(Frank Borman)、吉姆.洛維爾(Jim Lovell)和比爾.安德斯(Bill Anders)在1968 年拍攝了這張月球背面與遠方地球的照片。 最近,有個來源不明的廢棄火箭零件撞上月球背面,形成了一個新的撞擊坑。NASA
這是首度有太空垃圾在月球表面撞出新隕坑的事件。在美國東部時間 3 月 4 日上午7點25分左右,有個至少從2015年就一直在深太空漂流的廢棄火箭節撞上月球表面。
火箭零件被完全摧毀,在月球表面撞出隕石坑,並急劇地往軌道噴出一陣可能會停留數小時之久的腐蝕性塵埃。但人類看不到這一切的發生過程──火箭撞向月球背面563公里寬的赫茲史普隕石坑(Hertzsprung Crater),而繞行月球的軌道飛行器並沒有看到火箭墜落。
天文學家認為這個廢棄的火箭節源自中國在2014年發射的嫦娥五號T1任務,但專家尚無法完全確定。不論火箭源自何處,除了月球表面,這次的火箭撞擊沒有損壞任何東西。
「以目前月球上的人口分布情形來說,這沒什麼大不了的:機器人,幾十個;人類,零。或許有從人類遺留在月球上糞便所生長出來的外星突變體。」哈佛-史密森尼天體物理中心(Harvard-Smithsonian Institute for Astrophysics)的天文學家喬納森.麥克道爾(Jonathan McDowell)這麼說: 「沒有什麼東西會被撞上。」
但這種情況可能不會一直如此。人類正在加速探索月球,再度考慮在月球表面或軌道上建立月球基地的可能性。在少數已將硬體送上月球的國家之後,私人公司也跟隨這樣的腳步。即使這次特殊的撞擊沒造成什麼大問題,下一次的撞擊也可能會。
「我們得確定以負責任的方式進入太空。」密西西比大學的太空律師米歇爾.漢倫(Michelle Hanlon) 說;他同時也是為保護月球遺址而設的非營利組織 「全民月球」(For All Moonkind)的創辦人。「這表示我們得確保所作所為都很正確──弄清楚我們的火箭要去哪裡,並確定不只是因為好玩就把東西扔到月球上。」
那麼,這個撞擊月球的東西是什麼?
2015 年,天文學家在尋找潛在危險小行星的調查中,首度發現這個被命名為WE0913A的天體,之後就一直斷斷續續地進行追蹤工作。今年一月時,天文學家比爾.格雷(Bill Gray)執行繪製此天體軌跡的電腦程式。他的螢幕上彈出一行閃爍的大寫紅色文字:「撞擊」。格雷的程式算出,WE0913A 將在2022年3月4日撞上月球。
根據這個天體約3公尺寬、13公尺高的尺寸,科學家推測它是與火箭下半段分離的火箭上節。它的功能是作為推進使用,能夠將有效酬載送到更遠的太空。它非常的明亮,大約每185秒就會在軌道上翻滾一次,這些都是廢棄火箭上節很常見的特徵。
亞利桑那大學的威士努.雷迪(Vishnu Reddy)說,這個天體「有非常典型的火箭翻滾光變曲線──這洩露了真相」,他們團隊的觀測最後將能幫助確認該物體的特徵。
好喔,但這個廢棄火箭是哪來的呢?
科學家無法百分之百地確定。
早期的觀測認為,該物體可能是在2015年2月將美國國家海洋及大氣總署(NOAA)深空氣候觀測衛星(DSCOVR)送到某太空某處的SpaceX獵鷹9號(Falcon 9)火箭上節。但科學家很快就發現,深空氣候觀測衛星的火箭上節應是繞著太陽,離月球還相當遙遠。
因此,天文學家開始搜尋其他在2015年左右發射穿越月球軌道的火箭,原因是任何像WE0913A這麼明亮的物體,都會在發射後不久被小行星巡天計畫發現。
在這張2014年10月24日拍攝的照片中,長征3C火箭頂部載著太空船從中國西南四川省的西昌衛星發射中心發射。這艘太空船繞月球飛行後返回地球,為該國的第一次月球樣本返回任務做準備。天文學家現在認為這枚火箭留在太空中的部分殘骸撞上月球表面。PHOTOGRAPH BY CHINA OUT VIA AP PHOTO
他們認為這個物體應是源自中國嫦娥五號的T1任務,這是月球樣本返回計畫的早期測試。在2014年底,中國長征3C火箭發射小型太空船繞月球一圈後返回地球,火箭的一部分被留在繞行地球的弱束縛軌道上,且偶爾會與月球相遇。麥克道爾表示,它的軌道與撞擊月球背面的物體相符。
雷迪的團隊在2月時發現了另一個難題。當WE0913A從地球上方經過時,他和他的學生觀測並收集了塗層反光的數據。
研究團隊將觀測結果與地球軌道上的SpaceX和中國火箭上節進行比較,他們發現WE0913A的塗層與中國火箭的零件更為相近。
雷迪表示:「SpaceX使用的塗料與中國不同,而撞上月球的物體與地球軌道上的長征助推器非常相似。」
那麼,結案了嗎?
還不完全是。中國外交部的發言人汪文斌表示:嫦娥五號火箭已經脫軌燃燒殆盡。但似乎中國的反應是未充分溝通的結果,他們指的是之後的嫦娥五號任務,而不是嫦娥五號-T1。
追蹤在軌天體的美國太空司令部(U.S. Space Command)最初表示,嫦娥五號T1火箭已完全脫離軌道,但後來又修正此說法。太空司令部在電子郵件中聲明:「雖然美國太空司令部能確認嫦娥五號T1的火箭彈體從未脫離軌道,但我們無法確定可能撞擊月球的火箭彈體源自哪個國家。」
麥克道威爾說,所有的跡象都指向嫦娥五號-T1,他有理由確定這就是撞擊月面火箭的起源處──但他仍然不是百分之百地有信心。
我們能確定火箭究竟源自何處嗎?
天文學家得找到更詳細的軌道追蹤數據,才能更可靠地回溯這個物體在太空中的路徑。
在過去八年左右的時間內,WE0913A一直在麥克道爾所謂的「混亂的深地球軌道」上繞行地球。它的路徑從地表上方約2萬4000公里處,來到比月球還遠兩倍多的地方,偶爾會被月球的重力拋來拋去。它的路徑也受到太陽輻射的影響,這所有的因素都讓我們很難回溯它先前在太空中的路徑。
火箭本身在撞擊月球時完全摧毀。它以每小時約8000公里的速度衝向我們最近的鄰居,而且月球與地球不同,在火箭接近時,並沒有大氣層來減緩它的速度。
當火箭零件撞擊月球時,撞出了一個18到30公尺寬的隕石坑。在接下來的幾個月裡,美國航太總署(NASA)的月球勘測軌道器(Lunar Reconnaissance Orbiter)將嘗試拍攝墜落現場的影像。由於仍無法確認確切的撞擊位置,因此可能需要一些時間才能找到這個新隕坑。
以前有發生過類似的事件嗎?
麥克道爾說:「幾乎能肯定是有的」。根據他的估計,在太空時代有約50個物體發射到可能與月球相撞的軌道上。但他也表示由於追蹤數據相當零散,因此無法得知它們的最終命運。
我們確實知道其中有部分很可能已經撞上月球,但沒有引起我們的注意,另一部分被推入繞行太陽的軌道,第三種類型的軌道仍續演變,或已經墜落地球大氣層燃燒殆盡。
人類還曾多次故意將太空船撞向月球──有時是為了科學目的,有時則是在月球任務結束時。
在福林德斯大學研究太空中人造物實體記錄的太空考古學家愛麗絲.戈爾曼(Alice Gorman)表示:「現在這個隕石坑將成為中國在月球上考古記錄的一部分,因此我們必須將它與其他中國遺址一起考慮。」
「我們可能在這裡創造了一種現代「人類世」(Anthropocene)的轟炸階段,由人類活動創造的地質年代將在月球表面留下痕跡。這個地質年代已經開始了。」
應該要有人更準確地追蹤這些天體嗎?
包括美國軍方在內的許多組織,都使用雷達來追蹤地球軌道上的物體,從懸停在大氣層上方的衛星,到超過3萬5000公里高的衛星。
但幾乎不會有人在太空碎片離開地球軌道後,還進行追蹤。人造衛星很小,一旦距離我們太遠,就會受月亮和太陽等明亮天體的影響而難以觀測。如果是在小行星巡天計畫中發現這些人造物,通常會讓期待發現新天體的天文學家大失所望。
許多專家認為需要改變這種情況。目前計畫今年將有十幾個太空任務發射前往月球,其中有些任務可能會在太空中留下另一個意外的撞擊坑。
戈爾曼表示:「在未來的某個時候,像這樣的事件將不僅是從其他地方觀察到的奇特事件,而會成為在月球軌道或月球表面的人類所擔心的事情。」
戈爾曼與其他人表示,我們可以制定更好的法規來妥善處理太空垃圾,例如要求在報廢火箭時,操縱它們的航向進入太陽軌道,而不是讓它們在月球和地球之間翻滾。
「這個火箭體撞擊月球──謝天謝地,它是飛到月球的背面。如果它撞上阿波羅的站點,或是嫦娥四號的探測車,那要怎麼辦?」漢倫問: 「我們沒有好好思考在月球上會碰到的問題。」
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