乍一看，地球轨道和海洋几乎没有区别。前者位于地球大气层最上层及更远的地方，而后者则环绕着全球所有陆地。
但两者之间有一个显而易见的相似之处：它们都是没有主人的广阔区域，这使得负责任和可持续地利用它们变得极其困难。
英格兰普利茅斯大学的海洋科学家Imogen Napper表示，公海和地球轨道都是“全球公域”。换句话说，这些资源是共享的，并且所有人都可以使用——没有哪个国家或权力可以独占。
然而，由于这种治理的局限性，它们的保护也十分有限。
在一篇发表在《Science》杂志上的最新文章中，Napper及其合著者强调了保护地球轨道的重要性。他们指出，对看似免费资源——海洋——的开发已经导致了无人承担责任的环境破坏。
研究人员还强调，需要防止地球轨道面临同样的命运：就像海洋中的塑料污染一样，轨道碎片目前正在不受控制地蔓延。碎片越多，清理就越困难。
“考虑到我们从公海学到的东西，”Napper说，“我们可以避免犯同样的错误，并共同努力，防止太空中的公地悲剧。”
什么是太空垃圾？
根据欧洲空间局的数据，有大约36,500个大于10厘米的太空碎片。另有100万个碎片尺寸在1到10厘米之间，而尺寸在1毫米到1厘米之间的碎片则超过1.3亿个。
布法罗大学机械与航空航天工程教授John L. Crassidis表示，大部分垃圾来自自1957年太空时代开始以来发射到太空的卫星和火箭。
有多少太空碎片？
事实上，地球轨道上所有物体的总质量约为12,000吨。这比埃菲尔铁塔的重量还要重。
Crassidis与联邦机构合作监测太空碎片，包括报废的卫星、报废的任务相关物体（如发射适配器和镜头盖）以及来自碰撞的微小碎片。“碎片的最大贡献者是轨道上的爆炸，”他说道，“这是由卫星和火箭上剩余燃料和电池的能量造成的。”
爆炸也可能来自地对空导弹对卫星的拦截。早在2007年，中国就进行了一次反卫星试验，摧毁了自己的风云1C气象卫星，使可追踪的太空物体数量增加了25%。
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为什么太空垃圾是个问题？
Crassidis表示，监测太空碎片很重要，因为它们速度非常快——每小时约17,000英里——即使是最微小的碎片也能造成巨大的损害。
“如果两辆汽车在同一车道上以每小时17,000英里的速度行驶，那就不是问题，”他说。“但假设它们在T字形交叉路口相遇。每辆车以每小时17,000英里的速度行驶，那肯定是一场剧烈的碰撞。”
太空中的情况也是如此，随着越来越多的物体被送入地球轨道，碰撞的风险也随之增加。例如，如果一个绕极轨道的物体与一个绕赤道轨道的物体发生碰撞，这两个物体可能会产生数千个新的危险碎片——增加进一步碰撞的可能性。
依赖卫星的服务，如天气预报、GPS和全球通信，将面临威胁。这种被称为“凯斯勒综合症”的连锁反应理论，是由 NASA 科学家 Donald J. Kessler 于 1978 年提出的。
如果我们继续“一切照旧”，不采取减缓碎片措施，这种情况就更有可能发生。因此，为了避免灾难性的后果，保护地球轨道至关重要。
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如何清理太空垃圾
几家初创公司和研究项目已经提出了清理太空垃圾的解决方案。
其中一个提议使用绳索技术——一艘航天器将部署一条电动力绳索，抓住太空垃圾，然后将其拖入大气层。其他建议使用卫星的电池作为推进单元，产生推力以使其脱离轨道。
然而，Crassidis表示，没有一个提出的解决方案是可行的。他解释说，在太空中移动与在地球上移动不同，建造一个只能捡起少量碎片的东西在经济上是不可行的。
他补充说，像用激光照射小物体或利用碎片在太空中制造燃料等其他方法，“至少还需要20年才能成为现实。”
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现有的太空碎片指南是什么？
已经有一些关于太空的国际条约，包括《外层空间条约》和《空间物体登记公约》。但这些主要涉及其他方面：例如，规范空间活动，禁止殖民和军事化外层空间。
2010年，联合国和平利用外层空间委员会（UNOOSA）发布了针对任务规划、设计、制造和运行阶段的太空碎片减缓指南。然而，Crassidis说，“我们甚至无法让一些国家遵守最简单的指南。”
2021年，俄罗斯进行了一次直接上升式反卫星（ASAT）试验，摧毁了其一颗不活动的卫星，引起了多个国家的批评，因为它制造了数千块太空碎片，并违反了指南4——避免故意破坏和其他有害活动。
《外层空间活动长期可持续性指南》于2019年通过，为空间活动的监管框架和安全提供进一步指导。尽管有这些国际指南，但似乎还需要更多措施来迫使各国政府和私营公司对其太空碎片负责。
“我认为需要一项国际条约，”Crassidis说。“这将有助于减缓碎片问题，希望足够减缓，以便我们能在凯斯勒综合症成为现实之前实施清除策略。”
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正在采取哪些措施来防止太空垃圾？
为了保护地球轨道并最大限度地减少碎片，上述《Science》杂志的文章还呼吁制定一项具有法律约束力的国际条约。Napper表示，该条约应包括实施卫星和碎片生产者及使用者责任的措施——并强制执行集体国际立法，如罚款和其他激励措施。
制定一项国际条约可能需要一段时间；仅谈判过程就可能需要数年。然而，个别国家的决策者可以通过制定自己的规则和创建法规，迈出减少轨道碎片的第一步。
例如，在美国，NASA要求所有近地轨道卫星在其任务完成后25年内必须脱离轨道或进入墓地轨道。为了限制太空碎片的产生，美国联邦通信委员会（FCC）去年通过了一项新规定：对于美国许可的卫星和寻求进入美国市场的卫星，该要求缩短至5年。
Napper说：“我们正处于一个早期阶段，早期干预可以为未来带来真正实质性的改变。“如果十年前就开始遏制*塑料*污染，今天海洋中的塑料数量可能会减少一半。”
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