地月空间碎片问题加剧，或影响未来月球探索

科罗拉多州戈尔登 — 越来越多的太空硬件穿越地月空间和绕月飞行，这让专家们越来越担心。即使是一次碎片事件也可能对未来的月球探索造成灾难性和深远的影响，这推动了对适当的碎片表征工具的需求。 

这是普渡大学两名研究人员的观点，他们警告称，在地月活动日益激烈之际，太空领域意识却不足。目前环绕地球的轨道碎片主要是由碰撞、推进剂箱爆炸、电池爆炸或老化或受损航天器的损坏等原因产生的。

研究表明，地月区域内的解体事件可能会将碎片带离其原始轨道很远，甚至到达地球。他们总结说，我们需要更好地评估可能的地月杂波行为。

太空垃圾进入地月空间（即地球和月球之间的区域）或绕月球运行将引发担忧。对于绕月垃圾，没有像地球大气对绕月漂浮物产生的阻力那样的天然清理机制。绕月飞行的碎片会停留在那里，受到月球引力的束缚。

混乱的自然

印第安纳州西拉斐特市普渡大学的阿利·布莱克和卡罗琳·弗鲁发出了地月碎片警告。布莱克是弗鲁所在大学航空航天学院空间信息动力学小组的研究生助理。该团队在最近发表于空间研究委员会期刊《 空间研究进展》的研究中发现了一些问题。

他们指出，多国的月球和地月探索已经在进行中。然而，仍然缺乏更多关于地月环境中航天器解体的知识和模型。例如，中国的一系列月球轨道器、着陆器和探测车、以色列的 Beresheet 首次月球着陆器尝试、印度的 Chandrayaan-3 月球南极任务，以及美国宇航局的CAPSTONE 探路者任务，目前该任务在地球-月球 L2 近直线晕轨道 (NRHO) 处于扩展任务模式。

此外，美国宇航局的商业月球有效载荷服务正在与美国私营公司合作，将航天局的科学和技术有效载荷投放到月球表面。

美国宇航局的阿尔忒弥斯计划还涉及一个小型的、可供宇航员访问的多用途 Gateway 前哨站，该前哨站将被放置在 NRHO 中，以支持月球表面任务、月球轨道科学任务以及人类宇航员最终返回重启月球。

布莱克和弗鲁解释说，过去可以并且已经对特定地月轨道上的单个航天器解体的点解进行了建模。然而，需要做更多的工作才能全面预测全球范围内的解体行为，“而不需要对每种可能的排列进行新的模拟，这既耗费计算资源，又依赖于精确的参数信息，”他们在论文中写道。

需要考虑地球-月球系统中航天器的运动。此外，还有相关作用力，例如太阳辐射压力以及木星和太阳的引力影响。

该大学研究人员在期刊论文中解释道：“鉴于该地区系统动力学的混乱性质，附近的轨道和情况可能会表现出完全不同的行为”，并补充说许多相关的碎片场景仍未被探索。

复杂动态

布莱克告诉《太空新闻》 ，近地空间态势感知仍然是一项正在进行的工作，“即使经过了这么多年的太空活动，我们仍然还没有完全解决简单的双体系统中的碎片问题。”

布莱克说，三体系统的复杂动力学，例如应用于月球附近的太空物体，带来了更大的挑战。

“鉴于月球探索的热情再度高涨，未来几年内地月人口预计将大幅增加，”布莱克说。“如果我们从近地碎片分析中学到了什么，那就是我们不能等到达到临界容量才去解决碎片问题。”

布莱克补充说，这项研究工作的目的是“在灾难性的碎裂事件发生之前”采取主动的方式对地月碎片进行分析，以了解此类事件对多个地月位置造成的后果，并强调潜在的缓解领域。

不是是否，而是何时

弗鲁告诉《太空新闻》 ，地月区域内人造物体的碎片会造成有害影响，因为碎片可能会回流并撞击月球、地球和近地空间，并可能与那里的卫星发生相互作用。

弗鲁观察到：“一些碎片将继续飞行，穿过地球和月球之间的区域，对该地区正在进行的太空任务构成威胁。”她说，即使是从地月系统飞向太阳方向的碎石，几十年后也可​​能会回来。

事实上，这种情况似乎与史努比有关，史努比是 1969 年 5 月阿波罗 10 号载人登月任务中被丢弃的登月舱。它被抛出并被抛入太阳轨道，后来被业余天文学家发现为穿越地球的物体，他们几乎可以肯定它就是史努比。弗鲁和同事也在 2015 年研究了重返大气层的物体，并“将其与史努比假说相当吻合”，她说。

“随着该地区太空整流罩数量的增加，我们不再会否 在地月空间看到人造物体的碎片，而是何时会出现，”弗鲁强调道。“我们希望通过尽最大努力提高太空态势感知能力，将这一时间推后到更远的未来。”