太空垃圾考古学

　　加州政府批准将位于月球表面“宁静海”的登月现场正式登记为“受保护历史遗迹”，从而也正式宣布了“太空考古学”这一全新学科的诞生。

　　记者◎朱步冲

　　1969年7月21日晚17点54分，当巴斯·奥尔德林和尼尔·阿姆斯特朗离开月球表面时，留下了超过100件遗弃物：包括人体排泄物密封容器，太空服上的生命维持装置背包，宇航员专用呕吐袋，一台哈苏相机，一双备用太空行走鞋，一台地震探测仪和一架激光测距反射镜。31年后，这些杂物在新墨西哥州州立大学人类学教授贝丝·奥莱利和同事眼里，已经成为人类历史上头等重要的历史碑记：2月28日，加州政府批准将位于月球表面“宁静海”的登月现场正式登记为“受保护历史遗迹”，从而也正式宣布了“太空考古学”这一全新学科的诞生。

　　“1966至1976年，共有29次载人或无人探测飞行器在月球着陆，造成了至少50处具有历史价值的活动遗迹，以及大约100吨残留物，包括‘阿波罗15号’登月组遗弃的月球车，苏联1959年发射的‘卢尼克2号’月球探测器残骸，甚至1971年2月6日，美国宇航员阿伦·谢泼德用一根6号高尔夫铁杆击出的一粒高尔夫球。”奥莱利博士对本刊记者说，她和新墨西哥州州立大学历史系的约翰·汉纳博士以及几名研究生，于1998年收到了一笔来自美国国家航空航天局(NASA)下属企业新墨西哥州太空联合企业的资助，正式成立了“月球遗产项目”。通过与史密森国家航空和航天博物馆的合作，她和同事们花费了大约两年时间，列出了“阿波罗11号”登月任务详细的遗留物清单和“宁静海”登月地点现场状况档案，然后这份清单逐渐扩展至月球上的其他遗迹，最终开始囊括所有保存在地外空间中的人类探测遗留物。

　　“地球附近的宇宙空间，近地轨道和远地轨道，已经是一座展示人类探索宇宙技术的博物馆。”奥莱利告诉我们，“自1957年苏联发射首颗人造卫星以来，现在太空中已经有大约4000个火箭残骸和卫星，超过6000个被监控的大型碎片，超过20万个大于1厘米但没有被监控的碎片。既然在博物馆里，我们能够看到古老的蒸汽机、古董汽车、螺旋桨飞机，一切能够明确以往人类技术进步的标示物，那么这些悬浮在太空中、曾代表人类最尖端技术的结晶，也理应受到同样的保护和重视。”

　　有趣的是，对于新兴的“太空考古学”来说，在博物馆中能够被研究、展示的东西实在很少，许多珍贵的文物甚至是灾难性事件的后果。“比如‘阿波罗13号’的登月舱，它之所以能够展现在我们面前，正是因为1970年4月，吉姆·洛威尔等3名美国宇航员不得不乘坐并非严重受损的服务舱，放弃登月任务返回地球。”奥莱利博士的研究伙伴、考古学家爱德华·斯塔斯基博士对本刊记者说，“与传统考古学相反，我们发现，更多有价值的残骸在太空中得到了很好的保护。1958年美国发射的‘先锋1号’人造卫星，今日仍然在轨道上运行，估计它仍然会在太空中至少存在600年左右。”

　　与埋葬在地球土壤、海洋中的遗迹不同，“太空文物”不会遭遇氧化、腐蚀、霉菌与人为所造成的破坏，但微型陨石、辐射、亚原子粒子束造成的损害则是另一回事。“通过对这些古旧遗骸的材料分析，不仅能够大体了解这些陈旧的人造物体在太空中还能坚持多久，还能让我们了解如何有效地延长人类未来航天器的寿命与可靠性。”奥莱利博士说。在多伦多大学与NASA共同合作的一项为期9年的研究中，借助对于许多来自不同年代的太空航天器碎片的分析，研究人员发现了许多能够有效对抗这些损害的材料，包括石墨、氧化硼与凯夫拉纤维。

　　摆在奥莱利博士和其他研究者面前的另一个问题，就是如何回收这些宝贵的文物。在她看来，2001年坠毁的俄罗斯“和平号”空间站和被毁的巴米扬大佛一样值得痛惜。“维持老旧、使用年份已到期的大型人造太空飞行器或卫星，或者企图通过附加动力装置使它们通过大气层重返地面的举动，在今天的技术条件下既昂贵，又不现实。”她对本刊记者说，“现有唯一可行的方法就是实现有控制的人工坠毁，能够尽量保持足够多的设备残余部分，仿佛大英博物馆只能收藏额尔金浮雕，而不能把整座帕特农神庙都纳入彀中。”

　　幸运的是，由于这些太空文物的特殊属性，我们有时不必将它们收回地面，就能继续对其进行研究，并利用它们的剩余价值。宇宙飞船“旅行者1号”就是一个鲜明的例子。1977年9月由NASA发射，旨在飞出太阳系的它携带了一张内容包括115张照片、55种地球不同语言组成的问候语以及27段音乐片断的铜质唱片，其目的在于向可能遭遇的地外智慧生物介绍地球。2006年，一群德国天文学家利用长距离观测技术接收到了来自“旅行者1号”的电磁波数据，根据测算，它正处于距离地球147亿公里的太阳日球层顶，即太阳系的边界。

　　然而，“太空考古学”存在的目的并非单纯是收集那些古旧的太空飞行器，以供我们缅怀人类探索宇宙时代初期的勇气。对于地球周边空间中厚重的“文物层”，如果不加以处理，一场灾难就可能迫在眉睫。对于普通公众来说，“凯斯勒症候群”也许是个生僻的词，但很少有人能忘记2008年梦工厂动画片《机器人瓦力》开头时的那一幕：庞大的飞船需要吃力地挤过地球低轨道中密布的太空垃圾，才能进入大气层。这个概念的发明者，NASA太空物理学家唐纳德·凯斯勒早在1978年就做出了预测：未来低地球轨道中悬浮的废弃太空垃圾数量过多，以至于威胁到所有新近发射的太空飞行器，大大提高了意外碰撞事件发生的概率，最终导致某种太空“堵塞”。而研究这些“太空垃圾”的运动与坠落轨迹，从而解决这种令人头疼的现象，也成了新兴的太空考古学的责任之一。

　　“正常情况下，人类发射到地球轨道上的卫星最终都会越降越低，最终在大气层中烧毁。但是这需要时间。在约翰逊航空航天中心的轨道碎片处理小组，我们建立一个更为先进的EVOLVE模型，计算现有人造太空物体和碎片的运动轨道在未来一定时间段内的变化趋势，借助多普勒雷达和射电、光学天文望远镜，其精确度已经能够侦测面积在1～30平方厘米大小的碎片。”约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的道格拉斯·默克博士告诉我们。

　　“我们正在推敲一个大胆的方案，就是在地球—太阳体系中的拉格朗日点附近制造一个废弃太空设备放置场，比如现在NASA发射的太阳以及日光层探测器SOHO所处的L1点，其轨道周期恰好与地球轨道周期同步，然后把一些废弃的宇航飞行器安置在那里。”对于这个观点，斯塔斯基博士也表示赞同，他说：“这就好比考古学家们在保存或发掘技术不发达的情况下，暂时将文物留在地层中一样。”

　　那么，如何实现这样一个大胆的方案呢？“在现有技术条件下，可以考虑在人造卫星或者航天飞船外部加挂可抛弃式燃料舱与备用发动机，并可以由地面控制基地遥控启动。”默克博士表示，“它既可以当做这些飞行器本身发生事故时启动的紧急预备方案，又能够当做这些设备在完成其使命后，自动进行坠毁飞行或升入高轨道的必要装备。”

　　除了技术瓶颈，摆在太空考古学家们面前的问题仍然很多，根据1967年联合国外空间协议，太空垃圾与残骸，权利仍属于原有国，但月球表面土壤和太空并非任何政府或私人财产，这就制造了一个悖论，各国如何在一片属于全人类的领域有效保护自己的历史遗产？2003年，在奥莱利博士等人的推动下，世界考古学大会正式成立了太空历史遗产小组，开始推敲这一问题的解决方案。“‘阿波罗11号’至少还会在月球上存在几百万年，但留给我们的时间肯定不多了，我们不能等到阿姆斯特朗那个著名的脚印连同周围的月球土壤出现在eBay上时才考虑行动。”奥莱利博士说。■

　　(感谢贝丝·奥莱利，爱德华·斯塔斯基和道格拉斯·默克博士为本文提供的资料和大力帮助)