国际空间站于2021年丢弃的装有九块旧镍氢电池的货物托盘（图片来源：NASA）
把房子砸穿总好过砸到我头。
撰文 | 冬鸢

审校 | clefable
美国东部时间3月8日的下午，美国佛罗里达州的居民亚历杭德罗·博特罗（Alejandro Otero）正在外旅游，而他独自在家的儿子打来的一通电话，让他不得不提前终止这次旅行。
当天下午2:34，一个从天而降的不明物体，突然砸中了他们位于那不勒斯市的房子。该物体击穿屋顶，穿过了两层楼，并砸入了地板里。“当时发出了十分巨大的声音，（这个物体）差点就砸到我儿子了。”博特罗后来在接受当地媒体WINK News的采访时说道。
对房子的损坏（图片来源：WINK News）
对房子的损坏（图片来源：WINK News）
接到儿子电话后，博特罗的第一反应是陨石砸中了自己的房子。但当他回到家，将这个物体从地板下取出来后，他发现这个 “天外来物”更有可能是人造的。“从顶部形状可以看出来，它最初应该是圆柱形的物体，在穿过大气层时，顶部金属在燃烧中融化，（从而变成了这样的形状）。” 博特罗说。
该“天外来物”样貌（图片来源：WINK News）
“我当时感觉自己在发抖，我完全不敢相信。什么东西能以如此大的力量落在我的房子上，造成如此大的损害？” 博特罗继续说。
此次“高空抛物”，最大的嫌疑来自地球上空约400千米的国际空间站（International Space Station）。
国际空间站（图片来源：NASA）
空间站丢的
故事可能得从2018年10月的某天讲起。那一天，美国航空航天局（NASA）宇航员尼克·黑格（Nick Hague）和俄罗斯宇航员阿列克谢·奥夫奇宁（Aleksey Ovchinin）本该在哈萨克斯坦乘着俄罗斯“联盟号”（Soyuz）运载火箭启程，前往国际空间站。然而，火箭在起飞不久后，助推器失灵，没能成功进入轨道，两位宇航员只能返回地面，没有按计划到达国际空间站。
黑格此次前往国际空间站的任务之一是帮助空间站升级电力系统。他会到空间站外进行太空行走，帮助换掉原来的镍氢电池，并安装新的锂离子电池。可惜黑格并没有按时到达空间站。
但问题是，第一批锂离子电池已经由日本的HTV货运飞船运送至了国际空间站。原本的计划是，被这一批锂离子电池替换的旧镍氢电池，将由同一艘HTV货运飞船带走。但由于黑格没能登上空间站，NASA只好暂时取消此次换电池的太空行走任务，将锂离子电池留在空间站，等待下一个能执行该任务的宇航员到来。
这艘HTV货运飞船也只能直接离开，并未带上镍氢电池。而替换下来的旧镍氢电池，就只能由下一次到来的HTV货运飞船带走。由于每艘飞船的载货量都是固定的，所以HTV货运飞船没办法一次性带走两倍数量的旧电池。于是，随后每一次HTV货运飞船运来新一批的锂离子电池，都会带走上一批替换下来的旧镍氢电池，直到2020年最后一艘HTV货运飞船离开国际空间站。但这时，空间站上还剩下最后一批镍氢电池没有带走。
最后一艘HTV运载飞船载着镍氢电池离开空间站（图片来源：NASA）
这个装有九块旧镍氢电池的货物托盘，编号为EP9，总重量相当于一辆大型SUV。但由于此后，日本开始改用新的运载飞船，因此不再会有HTV运载飞船来到国际空间站了。其它运载飞船的设计，比如SpaceX的龙飞船（Dragon），没有办法装下EP9将其运走。换句话说，只有HTV货运飞船，才能运走EP9，但HTV已经不会再来了。
国际空间站的每寸空间都很宝贵，而EP9这样的大物件，自然不能一直留在空间站上。
于是NASA做了一个决定，它们计划直接丢掉EP9——这也是国际空间站丢弃过的最大太空垃圾（space debris）。2021年3月11日，当国际空间站运行至中美洲以西太平洋上空约418千米处时， NASA的地面控制人员操控国际空间站上的机械臂，将EP9从空间站上释放，丢入了太空。
当时NASA表示，EP9将会绕地球漂浮2至3年，然后坠入大气层，并在其中完全燃烧。
空间站丢弃EP9（图片来源：NASA）
大约三年后，在今年的3月8日，EP9终于完成了它在太空的旅程，它在墨西哥湾的上空一头扎进地球大气层，开始剧烈燃烧。欧洲空间局（ESA）的“太空垃圾和独立安全办公室”（Space Debris and Independent Safety Offices）密切跟踪着EP9随后的动态。ESA表示：“电池的总质量估计为2.6吨，其中大部分可能在重返大气层期间燃烧殆尽。虽然有些部分可能会落到地面上，但伤亡风险（人员被击中的可能性）非常低。”
而最后的结果大家已经知道了，EP9其中一块碎片并没有在重返大气层的过程中完全被烧掉，也并没有直接落入墨西哥湾，而是落向了旁边的佛罗里达，最终击中了亚历杭德罗·博特罗的房子。
为了确认击中博特罗房子的物体就是EP9的碎片，NASA与博特罗取得了联系，将该物体送到了NASA位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心。通过分析该物体的尺寸、特征和材料，并将其与EP9上的硬件相对比，NASA最终确定，该物体是EP9上的一根支柱，用于将电池固定在货物托盘上，由铬镍铁合金制成，重 0.7kg，10cm，直径 4cm。
该物体与完好支柱对比（图片来源：NASA）
之后，NASA和国际空间站还将进行更深入的分析，比如通过物理模型来探究EP9在重入大气层过程中升温和燃烧的过程，从而确定该支柱为何最终会存活，并到达地面。
太空里全是垃圾
被国际空间站扔入太空的EP9，只是众多太空垃圾的一个。
人类越来越频繁的太空活动，也让太空垃圾越来越多。根据ESA的数据，截至2023年10月6日，人类已经成功向太空发射了约6500枚火箭，在地球轨道上放置了约16990颗卫星，尚在工作的有9000颗。而停止工作的卫星、火箭推进器、航天器和空间站丢弃的物件……充满了地球上空的轨道，成为了太空垃圾。目前仅美国“空间监视网”（Space Surveillance Network，SSN）定期跟踪的太空垃圾数量就约为35150，而实际太空垃圾数量只会更多。
截至2016，太空垃圾的增长（来源：ESA）
这些太空垃圾的积累让地球上空变得越来越拥挤，为以后和当下的太空任务造成了很多困扰。国际空间站就曾多次为避开太空垃圾，而调整轨道。
至于太空垃圾对地面的影响。ESA表示，大约每一周就会有一个较大的空间物体（space object）通过大气层冲入地球，不过大部分碎片在到达地面之前就已经完全燃烧了。大多数航天器、运载火箭和运行硬件的设计都是为了尽量让其在大气层中完全燃烧，从而降低相关风险。
但此次EP9事件告诉我们，太空垃圾也可能会威胁地面。事实上，这已经不是第一次太空垃圾砸向地面，并威胁人身安全的事件了。据《纽约时报》（The New York Times）报道，1969年，前苏联航天器的碎片击中了西伯利亚海岸附近的一艘日本小船，造成 5 人受伤。据福克斯新闻（Fox News）、ABC新闻（ABC News）等多家媒体报道，1997年，美国俄克拉荷马州的一位女性居民也曾被火箭的碎片击中过肩膀，好在并未受伤。
而以后，人类向太空发射的航天器只会越来越多，也不知道此类事件，会不会越来越多。
参考链接：
https://blogs.nasa.gov/spacestation/2024/04/15/nasa-completes-analysis-of-recovered-space-object/
https://images.nasa.gov/details/iss064e041512
https://www.esa.int/Space_Safety/Space_Debris/Reentry_of_International_Space_Station_ISS_batteries_into_Earth_s_atmosphere
https://www.esa.int/Space_Safety/Space_Debris/About_space_debris
https://www.esa.int/Space_Safety/Space_Debris/Space_debris_by_the_numbers
https://arstechnica.com/space/2024/04/trash-from-the-international-space-station-may-have-hit-a-house-in-florida/2/
https://www.scientificamerican.com/article/space-junk-from-the-international-space-station-may-have-struck-a-home-in/
https://arstechnica.com/science/2018/10/a-soyuz-crew-makes-an-emergency-landing-after-rocket-fails/
https://www.nytimes.com/1969/07/05/archives/soviet-space-debris-hits-japanese-ship-injuring-5.html
https://www.nature.com/articles/s41550-022-01718
https://www.foxnews.com/science/woman-hit-by-space-junk-lives-to-tell-the-tale
https://abcnews.go.com/Technology/story?id=98700&page=1
本文来自微信公众号“环球科学”。如需转载，请在“环球科学”后台回复“转载”，还可通过公众号菜单、发送邮件到[email protected]与我们取得联系。相关内容禁止用于营销宣传。
《环球科学》2024年4月新刊
正在热卖

戳图片或阅读原文
立即购买
点击【在看】，及时接收我们的内容更新 
继续阅读
阅读原文