本文发表于《大众科学》的前博客网络，仅反映作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
两个广为人知的卫星坠落事件相隔一个月发生，让我感到疑惑：这是新常态吗？毕竟，轨道上有很多太空垃圾，它们不可能永远待在那里。而且，美国宇航局以及许多其他航天机构现在要求卫星在寿命结束后尽快坠回地球，以限制轨道碰撞的可能性。那么，我们多久会听到关于卫星坠落的消息——并担心它们可能会杀死我们的极其渺茫的几率？致电美国宇航局的顶级轨道碎片科学家澄清了这个问题，并让我确信我们现在并没有目睹碎片风暴的前沿。
但首先简要回顾一下。九月份，美国宇航局已报废的高层大气研究卫星（UARS）呼啸着重返地球大气层。UARS 在不受控制的情况下返回地球，这意味着美国宇航局和美国军方只能猜测碎片可能落在哪里。根据航天器的构造，美国宇航局估计，总重半吨的 26 块碎片将在重返大气层时幸存下来，击中地球上某人的几率为 1/3200。最终，UARS 为世界做了一件好事，一头扎进了偏远的南太平洋，远离了危险区域。
仅仅一个月后，德国 ROSAT 航天器也紧随其后，坠回地球，落在了孟加拉湾上空。ROSAT 比 UARS 小，但有一些更坚固的组件；因此，德国航空航天中心表示，最多 30 块卫星碎片，总质量为 1.7 吨，可能会落回地球。这次碎片击中某人的估计几率略高，为 1/2000。再次，坠落被证明是无害的；没有 ROSAT 碎片被回收。
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事实证明，UARS 和 ROSAT 的重返大气层时间如此接近纯属巧合。但两者都不是特别罕见的事件。碎片，无论是报废的航天器、火箭残骸还是其他任务副产品，都在不断地从太空坠落——我们只是通常不会注意到它们、谈论它们，或者制作关于它们的可怕的电视新闻片段。美国宇航局约翰逊航天中心（位于休斯顿）的轨道碎片首席科学家尼古拉斯·约翰逊说：“重返大气层是非常非常例行的。”
围绕 UARS 和 ROSAT 的情况只是比通常坠落地面的碎片更引人关注。UARS 卫星坠落如此引人注目的部分原因是，这颗公共汽车大小的航天器相对较大，而且在美国宇航局 UARS 即将最终坠落时，他们举行了新闻发布会。“UARS 是 30 多年来美国宇航局最大的不受控制地重返大气层的卫星，”约翰逊说。“所以对我们来说，这是一件值得注意的事件。” 而 ROSAT 相对较高的碎片风险是这颗卫星的关注点，尽管它尺寸普通。
人类已经经历了数十年的航天器和轨道碎片坠落地球——包括比 UARS 或 ROSAT 更大的碎片——而没有发生重大事故，这要归功于大多数碎片都很小，而且地球的大部分是海洋或人口稀少的陆地。约翰逊指出，现在的火箭发射率低于冷战高峰时期。“我认为我们需要正确看待事物，”他说。“UARS 比正常情况略大，但国际社会大约每年都会有一颗质量与之相当的卫星坠落。” 质量与 ROSAT 相当的物体回来的频率更高。来自各种废弃火箭的大块碎片也经常从轨道上坠落并落在地球上，包括来自 GPS 卫星发射的德尔塔 2 号火箭的许多碎片。一块轨道碎片几乎每天都会重返大气层。
约翰逊和他的同事保留了一份所有在轨美国宇航局物体的清单，包括对重返大气层物体何时会火热坠入大气层的估计。“在相当长一段时间内，我们没有任何大型物体坠落，”约翰逊说。“我们最大的物体是明年的阿特拉斯半人马座上级火箭。” 该火箭级重约 2.2 吨，与 ROSAT 大致相同。同样在 2012 年，我们将见证探险者 8 号卫星在太空运行 50 多年后引人注目但可能平静的返回。美国宇航局于 1960 年发射了这颗 40 公斤的探测器，以研究电离层，即地球高层大气中带电粒子的区域。
卫星和碎片重返大气层不仅相当普遍，而且还受到积极促动。美国宇航局有一项成文规定，报废的航天器必须在退役后 25 年内转移到安全的“墓地”轨道或加速坠入大气层。毕竟，航天器在轨道上停留的时间越长，就越有可能与其他物体相撞，从而产生大量危险碎片，进而可能导致进一步的碰撞。（2009 年就发生了这样一起撞击事件，当时一颗报废的俄罗斯卫星与一颗完好无损的铱星通信卫星相撞。）“我们确实用 UARS 上剩余的所有推进剂降低了它的轨道，”约翰逊说，即使这颗卫星早于 25 年规定。
然而，如果可以避免的话，美国宇航局不太希望危险的碎片像雨点般落在地球上。因此，该航天机构在建造航天器时尝试“为报废而设计”。约翰逊说：“我们现在在早期设计阶段所做的事情之一是查看材料，并查看生存能力的可能性。”“如果看起来其中一些东西会在重返大气层中幸存下来，我们会去看看是否可以更换它们。” 美国宇航局在 UARS 部署后颁布的指南，现在致力于防止像 UARS 那样构成风险的失控重返大气层。
对于非常大的航天器，例如哈勃太空望远镜或国际空间站，不受控制的重返大气层是完全不可接受的，因此计划是在它们寿命到期时使用推进器将这些航天器推入海洋——远离有人居住的陆地。“我们一直考虑以受控方式将其带回，”约翰逊在谈到哈勃时说，哈勃的质量大约是 UARS 的两倍。“我们在上面安装了一个装置，可以在以后安装推进装置。美国宇航局承诺在哈勃自然重返大气层之前，在某个时候上去安装一个推进系统。”
空间站也需要来自连接的飞行器的一些推力才能安全返回地球。“国际空间站可能会以一个整体的形式坠落到海洋上空，”约翰逊说。“可能需要不止一艘[飞行器]，因为国际空间站太大了。我们有信心我们能做到——我们只是希望这不会在短期内发生。”