箭，以及数百万个更小的碎片，漂浮在不断增长的太空垃圾云中。由于没有大气层可以将其侵蚀掉，这些垃圾中的大部分将在轨道上停留数十年甚至更长时间，并随着我们将越来越多的硬件丢弃到太空中而继续堆积。如果这还不够令人担忧，那么这些碎片中的大部分都在高速移动，使其更加危险。
如果你看过电影《地心引力》，片头显示一个试图修理哈勃太空望远镜的工作人员被微小、快速移动的垃圾轰炸，那么你就会知道太空碎片有多危险. 为了更多地了解即将撞击月球的垃圾，以及可能导致太空探索出现重大问题的更大的碎片问题，我们联系了亚利桑那大学的副教授 Vishnu Reddy。Reddy 和他的团队是在Space Domain Awareness 实验室的工作中首先确定即将撞击月球的垃圾的专家。
什么在撞击月球?
当天文学家第一次在月球轨道上发现一块垃圾时，人们最初认为它是 SpaceX 助推器的一部分。但雷迪的实验室观察了这颗垃圾并拍摄了一张光谱，显示了它的成分，并将其与 SpaceX 和中国的火箭进行了比较。他们发现这块火箭实际上并不是来自 SpaceX，而是中国嫦娥五号 T1 任务的长征三号丙火箭的一部分，该任务于 2014 年发射。
现在那块火箭今天正在撞击月球，它的撞击力足以留下持久的印记。“影响将在 2022 年 3 月 4 日格林威治标准时间下午 12:26 发生，”雷迪说。“助推器将以 76 度角撞击，考虑到它的速度约为 2.5 公里/秒，质量约为 4 吨，它将在 20-30 米和几米深的地方形成一个陨石坑。”
这是一个重要的陨石坑，它的宽度足以从轨道上看到。雷迪说，像宇航局的月球勘测轨道飞行器或空间研究组织的月船二号飞行器，它们都围绕月球运行，它们将能够通过机载相机看到陨石坑。
没有必要对这种影响感到恐慌，因为雷迪向我们保证，碰撞不会是一个严重的问题。但值得考虑的是，由于一块废弃的垃圾，我们会在月球的脸上留下一道疤痕。预计这次碰撞将发生在月球的另一侧，在一个更大的撞击坑(称为赫兹普伦陨石坑)内或附近。月球上布满了小行星或陨石撞击的痕迹，很快它就会有更多的痕迹，这是由人类造成的。
垃圾撞击月球有多普遍?
目前，碎片撞击月球的情况非常罕见。而且在前往月球的途中发现一块碎片绝对很少见，就像在这种情况下发生的那样。“在我们事先警告的情况下，碎片与月球的意外撞击相对罕见，”雷迪说。“我们有前往月球的任务，由于某些故障或设计而坠入月球，但很少能找到提前撞击月球的碎片。”
然而，雷迪预测，太空碎片撞击月球的问题未来可能会变得更糟。“我们估计未来十年将有 25-50 个有效载荷到月球，所以像这样的碰撞几率只会增加，”他说。
由于月球缺乏大气层，它特别容易受到太空碎片的影响。一些碎片可以在地球大气层中燃烧，但在月球上不会发生。因此，如果有东西正朝着月球前进，它很可能会造成影响。随着宇航局和其他航天机构计划在未来几十年内更多地探索月球，甚至在那里(通过宇航局)为人类建立一个长期基地，我们需要考虑这种影响可能对未来的探索者构成什么危险。
月球监测的必要性
关于空间碎片问题的令人担忧的事情之一是，我们几乎没有工具可以监测大片空间的碎片问题。
可以预测未来对月球的影响，就像今天发生的那样，但前提是像雷迪这样的研究人员继续监测月球附近的碎片。“我们通过跟踪月球周围的垃圾来解决这个问题，”他说。“我们目前在地月空间追踪[大约] 200 个物体。”
在太空领域意识实验室，雷迪和他的同事使用位于亚利桑那大学的名为 RAPTORS 的望远镜近距离观察月球周围的碎片。但这不是一件容易的工作。
“这项任务极具挑战性，因为到月球的距离和要覆盖的空间体积，”雷迪解释说。与监测的覆盖地球静止轨道的区域相比，超出此范围直至月球的区域要大得多。“要扫描地月物体的空间体积是地球静止带内空间的 1,728 倍。因此，要覆盖的区域非常广阔。”
不仅月球周围的观测区域非常大，而且由于距离太远，被观测的物体非常微弱。这使工作更加困难。