地球軌道正迅速被太空垃圾淹沒,天文學家與太空機構的擔憂已成現實。歐洲太空總署(ESA)指出,目前有超過 1.3 億塊、數以億計的人造碎片(多為廢棄衛星或火箭殘骸)高速環繞地球,每年至少導致一顆衛星因碰撞而被摧毀,且此數字預計將隨商業太空發射次數的激增而上升。
這些碎片以高達每小時22,000英里的驚人速度飛行,即使是毫米級的微小碎片也足以損壞運作中的太空船或衛星,而一厘米大小的碎片則具有手榴彈般的破壞力。碰撞不僅直接摧毀衛星,更會產生更多碎片,引發「凱斯勒效應」(Kessler effect)的連鎖反應,最終可能使關鍵軌道無法使用。為此,現役衛星(包括國際太空站)執行的避撞操作次數已是十年前的兩倍。
太空垃圾的威脅遠超過天文觀測。我們的日常生活高度依賴衛星網絡,從GPS導航、電信通訊、空中交通管制、金融時間同步,到國防安全與環境監測。ESA總幹事約瑟夫·阿施巴赫(Josef Aschbacher)強調,約70%至80%的氣候與環境數據來自衛星,若這些提供關鍵資訊(如野火、洪水、冰蓋融化監測)的衛星受損,人類預測和應對氣候變遷的能力將受到嚴重威脅。
隨著衛星製造成本下降及商業火箭普及,太空競賽加劇了問題。預計到2030年,活躍衛星數量將從目前的約1萬顆暴增至10萬顆,使軌道更加擁擠,碰撞風險急劇升高。
▲ 未來地球軌道災難性碰撞的數量。
應對此危機刻不容緩,雖然有新創公司嘗試清理現有碎片,但速度遠不及產生速度。ESA正推動《零碎片憲章》(Zero Debris Charter),並計劃於2028年執行ClearSpace-1任務,嘗試主動移除大型碎片,但更關鍵的是預防措施,包括制定更嚴格的退役規則(如美國FCC建議的5年內離軌,ESA亦自我要求),在衛星壽命結束前耗盡燃料以防爆炸,並探索「太空循環經濟」概念,如在軌維修、部件重用甚至回收。
最終目標是將地球軌道視為需共同保護的資源,確立「軌道容量」概念,並遵循「帶進來的,就必須帶出去」(what you bring in with you, you must take out when you are done)的原則,確保太空環境的可持續性。