《华尔街日报》：危险太空垃圾的艰难搜寻

清除环绕地球的危险太空碎片应成为试图在太空开展业务的公司的首要任务。前提是他们能准确定位这些碎片的位置。

太空竞赛带来了日益严重的垃圾问题：美国官员预计，到2030年，卫星数量将增加近十倍，达到58,000颗，其中许多卫星的寿命不超过五年。

太空垃圾可能引发灾难性的连锁反应，对太空经济构成重大威胁。摩根士丹利预测，到2040年，太空经济将产生1万亿美元的收入。迄今为止，只发生过三次重大碰撞，但险些相撞的情况越来越常见。去年11月，俄罗斯反卫星导弹试验产生了一片碎片云，国际空间站的居民不得不躲进他们的太空舱避难。

今年9月，美国联邦通信委员会规定，在“低地球轨道”（LEO，高度低于1,200英里）运行的卫星运营商必须在两年内“在任务结束后尽快，且不超过五年内”移除卫星。美国国家航空航天局（NASA）确实要求太空垃圾在25年内处理完毕，但这些只是自愿性指导方针。NASA在2021年报告中表示，过去十年中，遵守率平均不到30%。然而，要减缓失效卫星、火箭残骸和松散碎片的积累速度，需要达到90%的遵守率。

可能别无选择，只能开展清理行动。主要问题在于由谁执行以及如何找到这些太空垃圾。

由于大型航空航天公司兴趣寥寥，初创企业已挺身而出。2018年成立的瑞士ClearSpace公司在诞生数月后，便与欧洲航天局（ESA）签署了8620万欧元（合8630万美元）的合同，计划在2025年前清除织女星火箭残骸。该公司将使用机器人捕获碎片并使其在大气层中燃烧。另一家东京企业Astroscale成立九年来已获得3亿美元风险投资，今年9月英国航天局向这两家公司各拨款400万英镑（约合460万美元），要求它们在2026年前清理报废的英国卫星。

埃隆·马斯克的SpaceX公司发射了3000多颗小型星链卫星，由此引发的近地轨道革命可能突然将这一领域转变为可行的商业市场。

激增的太空垃圾正令官员们感到恐慌。在375英里以下的轨道，航天器会在数年后自然重返地球，但仅星链卫星就将挤满这些轨道。许多运营商需要进入更高轨道，并制定监管机构和具有可持续发展意识的投资者认可的可靠"离轨"计划。

企业可能很快将被强制要求为卫星储备足够燃料，以便将其导航至大气层或更高轨道的墓地轨道。但总会有部分卫星发生故障，从而催生对垃圾清理公司的需求。此外，派遣机器人上太空还具有经济效益：可以为燃料耗尽的卫星延寿，利用自身推进系统维持其位置直至退役。

这仍然给卫星运营商和太空垃圾清理公司留下了一个根本性问题：他们对太空物体的信息掌握，包括位置、形状和质量，很大程度上依赖于猜测。

大多数观测数据来自地面雷达，企业通过美国太空司令部等政府机构获取这些信息。但这些数据往往滞后数小时，误差可能达数英里之远，因此卫星和空间站无法完全自信地避开逼近的太空垃圾。对于清理任务而言，这意味着需要携带额外燃料，并考虑目标物可能比预估旋转得更快导致无法抓取的情况。

而这还只是针对大于10厘米的碎片——根据欧洲航天局数据，此类碎片超过3万块，也是地球上能观测到的极限尺寸。数学模型显示，还有100万块1-10厘米的碎片以及1亿块更小的碎片，其飞行速度常是子弹的数倍。而国际空间站的"惠普尔防护罩“会被任何大于1厘米的物体击穿。

“我们的认知存在9厘米的致命空白，“去年与苹果联合创始人史蒂夫·沃兹尼亚克共同创立Privateer Space公司的首席执行官亚历克斯·菲尔丁表示，“如果交通监管也是这种水平，你根本不敢过马路。”

Privateer公司的解决方案是获取更多数据。其Wayfinder应用程序结合官方来源和卫星运营商的观测数据，创建了一个近乎实时的“太空版谷歌地图”，企业可利用该工具缩小误差范围。Wayfinder近期更新了碰撞评估功能，上周与望远镜制造商Celestron达成的合作将允许业余天文爱好者向其提供数据。Privateer还计划建立一个监测卫星网络。

不过ClearSpace公司首席执行官Luc Piguet警告称，虽然改进太空地图以纳入大型碎片很有价值，但提供更小物体的数据将困难得多，且存在自身风险。“如果不能高度确定物体的位置，可能会进行不必要的机动操作，”他表示。

无论关于太空垃圾的争论如何持续，任何渴望从这片终极疆域获利的企业都需要更好地了解这片领域的风险。否则，一个前景广阔的新太空时代可能在真正开始之前就会因公地悲剧而终结。

环绕地球运行的太空碎片景象。图片来源：ESA/ID&Sense/ONiRiXEL致信Jon Sindreu，邮箱：[email protected]

刊载于2022年11月12日印刷版，标题为《危险太空垃圾的艰难搜寻》。