本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
在航天时代的早期，人们很少考虑作为卫星发射一部分而留在轨道上的物体。但是，随着这些物体的数量增长，起初是稳步增长，然后从 Sputnik 发射以来的 50 多年中迅速增长，人们对受污染的轨道领域的担忧也随之增加。近年来发生的一系列引人注目的事件使人们关注到这个问题。
任何在轨道上运行且不具有实际用途的人造物体都被视为碎片。常见的碎片种类包括已达到寿命终点的卫星；用于将卫星送入轨道的火箭级；卫星部署期间释放的螺栓和其他物体（称为任务相关碎片）；以及大型物体有意或无意解体产生的碎片。它还包括罕见的在轨道上失灵的航天器，例如俄罗斯的火卫一土壤探测器，该探测器原本计划前往火星卫星，但预计将在未来几天坠入地球。
近年来，美国军方传感器跟踪并在官方政府目录中列出的大型物体数量已达到历史新高，约为 15,000 件碎片，外加约 1,000 颗在役卫星。空间碎片数量的增长已引起关注，因为它们对卫星和载人航天器构成了威胁。轨道上物体极高的速度意味着小至一厘米的碎片也可能严重损坏或摧毁卫星。碎片可以在高海拔轨道上停留数十年甚至更长时间，因此随着产生更多碎片，碎片会不断积累。
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近五年，低地球轨道（海拔 2,000 公里以下）大型物体碰撞的风险增加了一倍。在 800 至 900 公里之间的高度密集使用的轨道上，运行中的卫星在其生命周期内被大型碎片击中的几率现在可能为百分之几。虽然对于任何单个卫星而言，这仍然是一个小风险，但它正变得与其他卫星寿命威胁（例如电气故障）相当，而卫星所有者正在努力将这些威胁降至最低。
此外，NASA 和其他机构的最新研究表明，低地球轨道已经处于超临界状态：碎片的密度变得如此之大，以至于轨道上的碰撞产生的额外碎片比大气阻力从轨道上清除碎片的速率还要快。额外的碎片粒子进一步增加了碰撞的频率，导致缓慢的连锁反应，称为凯斯勒综合征，即使人类完全停止火箭发射，也会导致碎片数量增加。
这一事实具有重要的意义：需要补救措施，例如从轨道上移除大型、大块的碎片。研究人员正在积极开发各种补救策略，但看不到快速或廉价的解决方案。
最大限度地减少碎片产生的直接挑战也至关重要。新的轨道碎片来自两种广泛类型的活动。第一种是例行的太空活动和轨道上物体意外解体。第二种是反卫星（ASAT）武器对卫星的有意摧毁。
对碎片增长的担忧促使美国和其他国家成立了机构间空间碎片协调委员会（IADC）；大约在 20 世纪 90 年代中期，国际社会开始采取认真措施，以减少正常太空行动中产生的碎片数量。一项重大改变是从卫星中排出可能爆炸的残留燃料。这些努力有所帮助，但来自有意摧毁的另一类碎片有可能使任何成果化为乌有。下图清楚地表明了这一点，该图显示了美国政府官方目录中碎片数量的增长情况。
上图中的红色趋势线显示了从航天时代开始到 20 世纪 90 年代中期碎片增长的历史趋势。在随后的十年中，增长率下降，转而遵循蓝色趋势线。这种变化反映了 20 世纪 90 年代开始实施的碎片减缓措施，该图显示，碎片和任务相关碎片都保持大致不变。如果这种趋势继续下去，那么与一切照旧的情况（即红色趋势线的推断）相比，这 15 年的碎片减缓努力到现在将使太空中的大型物体减少约 3,000 个。
不幸的是，2007 年至 2009 年间发生的几起重大事件反而使当前的碎片总数比红色趋势线高出约 2,000 个物体。2009 年的跳跃是由于美国铱星卫星和俄罗斯宇宙卫星之间意外碰撞造成的。但是，2007 年初的巨大跳跃（代表超过 3,000 块大型碎片）是由于中国反卫星试验有意摧毁了报废的 1 吨重的风云 3C 气象卫星造成的。
反卫星武器可以完全摧毁卫星，产生大量碎片。此类攻击的自然目标可能比中国试验中摧毁的卫星大得多。例如，美国间谍卫星的质量远超 10 吨。根据 NASA 的碎片模型和中国反卫星试验，摧毁一颗 10 吨重的卫星可能会产生多达 75 万块大于一厘米的碎片，使低地球轨道中这种尺寸的碎片数量立即增加一倍或两倍。
除非国际社会解决有意摧毁卫星的威胁，否则所有其他保护太空环境的努力都可能是徒劳的。这是一场碎片减缓的缓慢而稳步的方法可能无法赢得的竞赛。