太空垃圾的新致命时代正在来临，无人做好准备

5月9日，一个再普通不过的星期四下午，一封电子邮件像晴天霹雳般到来。邮件是一位记者发来的，他想采访我这位天文学家，关于一位农民据说在为春季播种准备田地时，在他家萨斯喀彻温省家门口一小时车程的地方，发现了太空垃圾。“是吗，真的吗？” 我一边对自己说，一边敲击键盘回复了“同意”。轨道碎片击中地球上任何特定地点的几率已经很小了——所以对于像我这样研究这个问题的人来说，它实际上发生在家门口的可能性简直低得离谱，简直难以置信。

快速浏览一下我的新闻推送，证明我错了。其中一条头条新闻就是关于太空垃圾撞击事件，甚至还附上了一张照片，照片中农民巴里·索丘克站在一个看起来像半挂卡车烧焦、破损的引擎盖旁边，上面覆盖着编织碳纤维和一些略微融化的铝制突起物。我震惊得张大了嘴巴：这个物体看起来与2022年掉落在澳大利亚一片牧羊场的碎片完全一样，美国航空航天公司SpaceX后来承认那是其“龙”飞船货运舱的一部分。这个“货运舱”实际上有一个小型谷仓那么大，在飞船重返大气层之前很久就在轨道上被抛弃，以便自然而混乱地自行重返大气层，并理应完全烧毁。

为了证实我的预感，我立即给我的合作者乔纳森·麦克道尔发了电子邮件，他是哈佛-史密森天体物理学中心的的一位天文学家，他维护着可能是最好的公开数据库，记录发射、再入和其他太空活动。麦克道尔在几分钟内回复了，转发了一张图表，追踪了SpaceX“龙”飞船货运舱的路径，该货运舱由公理3号私人宇航员任务抛弃，并于2024年2月26日在加拿大草原上空再入大气层。我的预感得到了证实。

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作为一名天文学家，我早就有充分的理由担心SpaceX。自2019年以来，该公司一直在发射大量星链互联网宽带卫星；超过6000颗卫星已在轨道上运行，计划最多发射42000颗。随着星链的增长——以及其他卫星“巨型星座”的竞争计划——我的望远镜数据和我广阔的草原天空被明亮、清晰可见的卫星填满，正如许多天文学家（包括我自己）曾警告的那样。然而，除了这种破坏性的光污染之外，新的研究表明，由于SpaceX主导的发射和再入大气层次数的急剧增加，大气污染正在急剧上升——并可能产生灾难性的全球影响。事实证明，卫星在地球高层大气中升华产生的氧化铝，对于类似于20世纪著名地腐蚀了我们星球脆弱的、阻挡辐射的臭氧层中的巨大空洞的化学反应，是一种有效而持久的催化剂。

我们这些有幸能够逃离城市光污染的人，默认情况下是这种天空污染的旁观者；我们抬头看，感到不知所措，然后移开目光。最近的情况是，该公司的活动让我的邻居们遭受了危险碎片的倾泻，这不知何故让我感觉更加切身相关。所以我决定采取行动，帮助追究SpaceX的责任。

我从联系我的记者那里得到了索丘克的电话号码，这位农民在我打电话时正在驾驶拖拉机忙着播种。他说，他对SpaceX被允许将其轨道垃圾倾倒在他的农场上感到非常恼火，并认为最好的回应是在新闻媒体上讲述他的故事。但最初的反响很平淡；大多数记者并没有优先跟进一位萨斯喀彻温省农村农民说他发现了一块太空垃圾的新闻。索丘克允许我将他的电话号码转告给好奇的人，但有一个条件：“我在开拖拉机时不会回复短信！” 我开始集思广益，列出我能想到的每一位太空法和轨道碎片专家，向他们寻求建议。

如果一位加拿大公民在其私人财产上发现潜在危险的太空垃圾，他们应该怎么做？如何告诉以不回应记者提问而闻名的SpaceX，他们飞船的一块碎片掉在了你的农场上？谁来清理它？

我发现，答案完全是匪夷所思的。

该找谁？

您可能会惊讶地发现，除了《外层空间条约》（OST）和《空间责任公约》之外，几乎没有什么“太空法”可以解决这个问题，这两项协议是在1960年代末和1970年代初的太空竞赛时代，许多国家之间签署的——当时只有民族国家有能力将火箭发射到轨道。这些条约规定，缔约国政府对其各自国家发射到轨道上的任何物体造成的任何损害或死亡承担绝对责任。换句话说，每当SpaceX发射火箭时，美国政府都要对其在其他国家造成的任何损害负责。

到目前为止，这些条约只被充分检验过一次。1978年，一颗搭载核反应堆的苏联卫星坠毁在加拿大北部，放射性废物散落在佛罗里达州大小的土地上，而土著人民数千年来一直依赖这片土地。苏联为随后草率的清理工作向加拿大支付了一小笔象征性的赔偿，但那场灾难的影响至今仍然存在。另一个开创先例的案例——最近佛罗里达州一家人的房屋被美国宇航局来源的太空碎片击中，由此产生的损害索赔——目前正在展开。

然而，索丘克的案例与这些案例截然不同，一家美国私营公司制造的航天器碎片落在了加拿大的私人财产上，而且似乎没有造成损害。我的第一个想法是从加拿大航天局寻求关于追究SpaceX责任的指导，但我在那里的联系人告诉我直接给该公司发电子邮件。鉴于几乎每一篇关于SpaceX的新闻文章都提到该公司对评论请求不予理睬，我决定尝试其他方法。

首先，我联系了各种太空法专家，期望有人会根据《外层空间条约》回复一份索丘克应该做的详细清单。相反，其中一位专家问道：“你认为他会以5000美元的价格出售它吗？” 在我笑完之后，我意识到这位太空法专家说得有道理：这可能是一个绝佳的机会，为独立科学家提供了一个难得的机会来研究货运舱的成分，并更多地了解那些不愿公开透明的SpaceX和其他公司不断向地球高层大气排放的污染物。至少，我当时是这么想的；任何形式的“独立研究”计划实际上都是国际法禁止的，因为尽管货运舱掉落在加拿大的私人财产上，但根据《外层空间条约》，它需要归还给原籍国。

无论如何，在SpaceX代表于五月中旬致电索丘克安排取回该公司太空垃圾的计划之后，这一点已变得毫无意义。索丘克后来告诉我，他首先要求对方提供证明，证明对方来自SpaceX。然后，在他所做的最典型的加拿大人事情中，索丘克要求他们捐款给附近伊图纳镇正在建设中的溜冰场作为补偿。SpaceX的代表回复说，愿意提供数千美元，并以友好的法律术语同意了这些条款；索丘克需要向他们发送一份正式发票，“用于收集和存储等待回收的碎片”。事情就这样解决了。起初我很高兴：一家由世界上最富有的人拥有的公司可能应该向那些被他们倾倒潜在致命垃圾的人们提供赔偿。但当我后来得知，SpaceX通过主动联系索丘克，绕过了现行太空法规定的正式程序时，我感到不安。

根据《外层空间条约》和《空间责任公约》，本应发生的情况是：在发现SpaceX的太空垃圾后，索丘克应该以某种方式联系加拿大全球事务部，该部门应该联系美国国务院，美国国务院应该联系SpaceX，与加拿大政府协调安排取回该公司的财产。但似乎SpaceX在通过早期媒体报道了解到情况后，单方面联系了索丘克。

稍作思考就会发现这开创了一个令人不安的先例。显然，如果一位加拿大人过于接近被一家私营公司的危险太空垃圾击中，他们应该做的就是等待该公司找到他们，然后温顺地交出可能杀死他们的垃圾碎片。我给我的国会议员打了电话，但他从未回复我的询问，加拿大航天局后来发表声明说，应该通知当地执法部门——这意味着小城镇的皇家骑警官员接受过处理潜在危险太空碎片的培训。（剧透警告：他们没有。）我甚至试图拨打“萨斯喀彻温省举报偷猎者和污染者热线”，看看是否可以处以乱扔垃圾的罚款，但无济于事；毕竟，没有造成任何损害，而且为什么萨斯喀彻温省的农村市政当局要不遗余力地在加拿大小额索赔法庭上与SpaceX对簿公堂呢？

如果确实造成了损害，美国政府将根据《外层空间条约》有义务赔偿加拿大政府。但由于SpaceX是一家私营公司，而且没有发生损害，因此任何赔偿都是自愿的。

在坠落的天空下

当SpaceX和索丘克达成协议时，我正在多伦多参加一个科学会议（具有讽刺意味的是，我正在做一个关于轨道卫星扩散的特邀演讲），但在该公司出现将其带走之前，我想亲眼看看“龙”飞船货运舱。在索丘克的邀请下，在我回到家后的第二天，我驱车一小时前往他的农场，穿过五月中旬萨斯喀彻温省霓虹绿色的草原，去拜访他和他的妻子，他们在整洁的农家庭院里，周围环绕着巨大的银色粮仓。索丘克是一位60多岁的终身农民，他非常热爱他的工作，以至于他显然甚至还没有开始考虑退休。太空垃圾碎片（到这时他们已经找到了两块）被安置在他干净整洁的设备棚里。尽管我已经知道它们的大小和重量，但我没有预料到它们在实物中会如此之大。

到这时，麦克道尔和其他人已经重建了这些碎片是如何到达那里的。在2月9日被抛弃后，货运舱在衰减的轨道上度过了两个多星期。2月26日凌晨，它到达约50英里的高度，开始燃烧，因为它以每小时约17000英里的速度犁过越来越稠密的空气。任何在卡尔加里附近并在正确时刻抬头看的人，都可能短暂地看到一颗非常明亮、杂乱的流星，因为沉重的圆柱体融化并破碎成碎片。货运舱的编织碳纤维外层在坠落时鼓胀和散开，很可能起到了隔热和减速作用，使坠落的碎片如此突然地减速，以至于来自大气层的摩擦未能像SpaceX工程师计划的那样将其摧毁。

在高空解体的物体通常会留下绵延数百英里的碎片轨迹；索丘克设备棚里的大块碎片证明，这次事件无疑产生了许多较小的碎片，但尚未被发现。人们将在未来几年，甚至几十年内找到更多的碎片。

就在索丘克和他的邻居们等待SpaceX清理垃圾时，更多的可回收碎片出现了，但形式是5月21日在其他地方再入大气层的另一艘“龙”飞船货运舱的碎片。碎片在北卡罗来纳州被发现，其中包括一块据称从某人的房子上弹开的碎片。根据麦克道尔权威的、不断增长的统计，几乎每一个“龙”飞船货运舱在海洋、茂密丛林或沙漠以外的任何地方再入大气层时，都在地面上产生了大量碎片。这些“完全可销毁”的航天器部件根本不是这么回事，其影响令人恐惧。

例如，SpaceX的星链巨型星座计划是，每颗福特F150大小的卫星将运行五年，然后在地球大气层中脱轨燃烧，为发射新的替代品扫清道路。SpaceX已获得美国联邦通信委员会（是的，不知何故，这是FCC的监管管辖范围）的临时许可，可以发射和运营42000颗星链卫星。假设每颗卫星都进入轨道并持续五年，平均而言，SpaceX每小时将燃烧掉近一颗卫星。如果像“龙”飞船货运舱一样，有些卫星可能会在未能完全燃烧后，将大块碎片散落在地球上，那么人员伤亡的前景就不能轻易忽视。即使所有星链都按计划完全燃烧，仅这个巨型星座项目对我们星球的大气层和气候的长期影响也可能是严重的——而星链只是众多项目中的第一个。

我们根本不可能在轨道上拥有数万颗卫星而没有后果；现在是停止假装没事的时候了。

甜甜圈很多，但答案很少

当SpaceX最终通知索丘克回收团队计划于6月11日抵达时，索丘克给我打了个电话；他说，他很乐意接待我和几位媒体成员观看回收过程，“以保持SpaceX的诚实”。我自然而然地将他的邀请转达给了为他们的报道采访过我的一些当地和国家记者，其中几位欣然接受了。一场太空垃圾媒体马戏团的舞台在萨斯喀彻温省农村中部搭建了起来。

当命运之日到来时，我驶入索丘克的农家庭院，将车停在加拿大广播公司新闻摄制组的后面。我带来几盒甜甜圈，送给聚集在设备棚周围的一群农民、家人和记者，我们都兴奋地猜测，在我们刚刚艰难驶过的泥泞土路边看到的一辆U-Haul卡车是不是SpaceX团队的。到那时，太空垃圾的收获量已经增加到五块非常大的碎片——索丘克最初发现的两块，加上他的两个儿子分别在他们的土地上找到的一块，最后从一位邻居那里得到了一块非常可怕的矛状碎片，大约九英尺高，重80磅。设备棚里总共有大约250磅的太空碎片。

交接过程既突然又尴尬。可疑的U-Haul车到了，然后两个看起来非常紧张的年轻人走了出来，有些羞涩地走向等候的人群。我真诚地希望他们能健谈，但他们说得很少，甚至在周围一群扛着摄像机和麦克风的记者要求出示身份证明之前，都没有承认他们是SpaceX的工程师。除此之外，这两个人大部分时间都保持沉默，避免眼神交流，并且在面对记者们如潮水般涌来的问题时，只露出紧闭嘴唇的微笑。他们戴上手套，一块一块地将碎片装进卡车。

当他们完成装载后，我看到了一个可能的突破口，走上前去笨拙地向他们提供甜甜圈——他们同样笨拙地、默默地拒绝了。此时，很明显，SpaceX的员工宁愿在地球上的任何地方，也不愿在那里，并且显然正试图躲进索丘克旁边的一个房间，以便在远离记者的地方完成交接。我迅速抛出我最后的几个问题，希望能得到一些回应。“这些货运舱有多重？你们知道，这个信息不是公开的！” 除了两个勉强的微笑，没有其他回答。我又试了一次，对着他们离开人群的背影说话。我想知道，他们是否担心将货物运过边境？“毕竟，”我补充道，“美国政府将航天器部件归类为军需品。” 其中一人紧张地瞥了一眼U-Haul车，但在消失在旁边的房间与索丘克关门交谈之前，什么也没说。

好吧，我尽力了。

在随后平静的私人聊天之后，两人跳回U-Haul车，开车离开了，聚集的媒体也逐渐收拾东西离开了，有些人还带走了甜甜圈。

别抬头

人们可能会认为，这个仍在展开的宏大故事的这一章现在已经结束了。但我不太确定。回想起当天发生的事情，我不确定所发生的事情是否百分之百合法。我仍然不确定如果加拿大人在其财产上发现美国太空垃圾，他们应该怎么做。就此而言，我也不确定美国人应该怎么做。

在随后的几天里，我发现自己盯着我制作的一张地图，地图上标出了沿着货运舱预计地面轨迹约30英里处发现的几块碎片的位置，想着所有其他可能尚未被发现的坠落碎片，它们散落在人口稀疏的草原农田中——以及对于普通民众应该如何处理这些碎片，令人恼火的不确定性。我想起了工作安全谚语，对于每一次死亡，都有多次险些发生的事故；如果你在险些发生事故后未能纠正问题，就会发生死亡。萨斯喀彻温省农村的这次太空垃圾撞击事件是一次险些发生的事故，但似乎没有人太担心纠正它。如果这些碎片掉落在里贾纳市、纽约市或一架空中客运飞机上，很容易造成数十人死亡或重伤。

值得赞扬的是，SpaceX现在正在与美国宇航局合作研究减轻“龙”飞船货运舱碎片造成的问题的方法。在乘员舱脱轨燃烧之后，而不是之前抛弃货运舱，可能会使货运舱随后的不受控再入大气层能够更好地针对地球的偏远地区。即便如此，更多的太空垃圾将在未来几个月和几年内落到我们头上，这在数学上是确定无疑的。截至撰写本文时，轨道上共有10057颗现役卫星；其中超过一半是SpaceX的星链飞船。有数万块大到可以追踪的太空碎片，以及数量级更多的太小而无法被我们目前的监测系统看到的碎片。大多数这些物质，包括卫星和碎片，都在近地轨道上，如果没有人为干预，最终将在数年、数十年或数百年内在地球大气层中燃烧殆尽，具体取决于高度。我们只能寄希望于危险碎片不会到达地面，所有那些蒸发掉的航空级金属不会进一步侵蚀我们星球的保护性臭氧层，天空不会塌下来。

希望是不够的。SpaceX和其他公司，以及各国政府，正在产生可能很容易导致人员死亡的太空碎片。各国需要执行已经存在的规则，并且需要更新法规，以应对目前正在发生的前所未有的发射和再入大气层次数。

在我家附近坠落的数百磅太空碎片是一个明确的警告。为了避免灾难，世界各国必须听取警告，并赶上当今轨道商业化的现实，以免为时已晚。

这是一篇观点和分析文章，作者或作者表达的观点不一定代表《大众科学》的观点。