一场太空时代的“公地悲剧”正在我们眼皮底下——或者说，实际上是在我们头顶之上——上演，但对于如何阻止它，目前还没有共识。半个多世纪以来，人类一直在向近地轨道发射物体，数量不断增加。由于对进一步发射到这个日益拥挤的区域几乎没有有意义的限制，普遍的态度一直是持续放任的：在轨道上，似乎总有空间容纳更多。
经过几十年的高速杂物堆积，包括废弃的火箭级、散落的螺栓和油漆碎片、固体火箭发动机残渣、报废或垂死的卫星以及反卫星试验中散落的碎片——所有这些都可能单独损坏或摧毁其他资产——近地轨道最终正处于变得过于拥挤而不舒适的边缘。由于需要数千颗航天器的卫星“巨型星座”的兴起，例如SpaceX的星链（一种宽带互联网网络），这个问题现在势必会变得更糟。星链只是众多类似项目之一：一家名为OneWeb公司的另一个巨型星座已经在部署中。亚马逊的柯伊伯项目正寻求在不久的将来创建一个多达3200颗卫星的巨型星座。
随着拥堵加剧，轨道资产之间险象环生的事件也随之增加。例如，国际空间站定期调整其轨道，以避开潜在的危险碎片。更糟糕的是，全面碰撞的威胁有所上升，这会产生威胁性的垃圾，加剧本已糟糕的局面。想想2009年2月，一颗报废的俄罗斯宇宙卫星与一颗商业铱星航天器相撞事件，该事件产生了大量碎片。
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美国国家航空航天局（NASA）轨道碎片研究的退休高级科学家唐纳德·凯斯勒说，寻找方法至少清除部分太空垃圾应该是全球的首要任务。在20世纪70年代后期，他预言了一种被称为凯斯勒综合症的可能性：随着太空垃圾密度的增加，可能会出现碎片生成碰撞的级联、自我维持的失控循环，最终可能使近地轨道过于危险，无法支持大多数太空活动。
凯斯勒说：“目前，业界已达成共识，认为碎片环境已达到‘临界点’，即使停止所有发射，碎片也会继续增加。”“需要像铱星-宇宙卫星那样的碰撞才能引起所有人的注意。归根结底就是这样……而我们早就应该发生类似的事情了。”
至于凯斯勒综合症，“它已经开始了，”这位碎片专家说。“碰撞一直在发生——不那么引人注目，而且规模不大，”凯斯勒补充道。
升空和出局
凯斯勒的噩梦场景已经产生了大量可能的碎片清除方法：网、激光束、鱼叉、巨型泡沫球、气团、系绳和太阳帆——以及垃圾收集机器人手臂和触手——都已被提议作为清除轨道垃圾的解决方案。
刚刚发射的Astroscale演示任务“寿命终止服务”（ELSA-d）是应对这种令人担忧的状况的新参与者。ELSA-d是由日本卫星服务公司Astroscale开发的双卫星任务：它由一颗旨在安全清除轨道碎片的“服务卫星”和一颗兼作目标物体的“客户卫星”组成。该项目旨在展示一种磁力系统，该系统可以捕获稳定甚至翻滚的物体，无论是为了处置还是在轨服务。经过多阶段测试议程后，服务卫星和客户卫星将一起脱轨，在火热地坠入地球大气层的过程中解体。
ELSA-d目前正在地球轨道上运行。该任务于3月22日通过俄罗斯联盟号火箭发射升空，该火箭将大量其他“顺风车”卫星送入太空。发射升空后，Astroscale的创始人兼首席执行官冈田信博表示，ELSA-d将证明碎片清除能力，并“推动监管发展，并推进寿命终止和主动碎片清除服务的商业案例”。他说，此次发射是朝着实现“为了子孙后代安全和可持续地开发太空”迈出的一步。
尽管ELSA-d及其同类技术的演示无疑是清除轨道碎片的积极进展，但不应将其误认为是万能药。尽管这些任务取得了一些 modest 的成功，但它们未能充分解决手头的动态困境，太空垃圾的扩散基本上仍在持续。
万能解决方案？
CelesTrak是一家分析组织，负责监测地球轨道物体。该组织科学家T. S. Kelso表示：“从我的角度来看，解决太空碎片问题的最佳方案是首先不要产生碎片。”“与任何环境问题一样，预防污染比以后清理污染更容易、成本更低。在物体完成任务后，停止将它们留在轨道上。”
Kelso说，太空垃圾问题根本没有“万能解决方案”。移除大型火箭箭体与移除质量相同的更多小物体是截然不同的任务，因为这些小物体分布在各种各样的轨道上。与此同时，SpaceX等公司的创新正在大幅降低发射成本，为更多的卫星进入近地轨道打开闸门，其中一些卫星将不可避免地发生故障并成为漂浮的、产生碎片的危险（除非它们被类似ELSA-d的太空拖船移除）。“许多运营商开始理解继续躲避日益增多的碎片的难度和复杂性。”
澳大利亚弗林德斯大学的太空考古学家和太空垃圾专家爱丽丝·戈尔曼说，太空垃圾的范围从纳米粒子到整个航天器，例如欧洲航天局的Envisat，它有一辆双层巴士那么大，并且在所有人的移除目标清单中名列前茅。
还有一些物体，例如反旋配重（固体金属块）和隔热毯（薄如纸）。“它们会造成不同类型的损坏，可能需要不同的策略来移除。戈尔曼说，“万能方法绝对行不通。”
她说，最严重的风险来自尺寸在1到10厘米之间的碎片颗粒。“它们的数量远远超过整个报废航天器，碰撞的可能性也大得多，”戈尔曼说。“虽然这种尺寸的碎片可能不会导致灾难性的解体，但与之碰撞肯定会损坏工作卫星并产生新的碎片颗粒。”
戈尔曼将注意力转向卫星巨型星座，她担心它们对已经拥挤的近地轨道环境的影响。“我们也知道轨道动力学可能是不可预测的，”她说。“我希望看到其中一些巨型星座运营商发布他们的长期碰撞建模，因为越来越多的卫星被发射升空。”
戈尔曼说，毫无疑问，主动轨道碎片清除在技术上具有挑战性。“然而，最大的问题是，任何可以移除现有碎片的成功技术也可以用作反卫星武器，”她说。“这是另一个需要外交和谈判，最重要的是国际层面信任的难题。”
佐治亚理工学院山姆·纳恩国际事务学院副教授玛丽埃尔·博罗维茨说，事实上，近年来，在轨道上靠近航天器并执行维修或破坏的能力引起了军事规划人员的极大兴趣。“这些快速发展的技术有可能用于和平的太空活动或太空战，”她说。“鉴于其能力的两用性，事先不可能确切知道它们在任何特定的一天将如何被使用。”
占据空间
德克萨斯大学奥斯汀分校的轨道碎片专家莫里巴·贾赫表示，就目前而言，太空碎片清除的商业案例尚不具备盈利能力，与其说是一个真正的市场，不如说更像是一个“PowerPoint演示”。
贾赫说：“我认为人们希望政府基本上达成一些常识，以帮助创建和建立一个市场，供行业参与这类活动。”为了实现这一目标，他认为航天国家必须同意近地空间是一个像陆地、空气和海洋一样的生态系统。“它不是无限的，所以我们需要环境保护，”他说。
贾赫想到了类似于碳足迹的太空可持续性指标。“我们不妨称之为‘太空交通’足迹，”他说。“我们需要一种方法来量化‘轨道高速公路’在什么点被交通饱和，以至于无法使用。然后你可以为物体分配赏金，并讨论非自愿碎片清除。也许会对占用轨道容量的报废资产的主权所有者处以惩罚。这肯定可以创建一个市场，让太空物体移除技术蓬勃发展。”
还需要对太空物体进行分类。贾赫说，拥有这样的分类法将有助于梳理出移除不同来源的轨道杂物需要哪些类型的技术。
至于大局，贾赫说这是一个简单的数字游戏：发射速率超过了太空物体再入地球大气层的速率。“这不是一种很好的能量平衡，”他补充道。
唉，贾赫说，政策制定者对这个问题的反应仍然迟缓。毕竟，尽管2009年宇宙-铱星碰撞等事件产生了大量碎片，但就目前而言，它们仍然非常罕见。
贾赫说：“在我看来，2009年的碰撞相当于泰坦尼克号上的乘客感觉到了冰山撞击，然后甲板上有一支乐队在演奏。”“就危险的轨道碎片而言，事情已经朝着不利的方向发展，因为我们还没有改变我们的行为。”