27/01/2023 - 13:30

"公地悲剧 "理论是指对一种共同资源的过度开发会导致其毁灭。那么太空目前是否受到了 "公地悲剧 "的威胁呢？是否迫切需要制定规则来保护受到卫星和太空碎片扩散威胁的最常用轨道呢？上周（1月18日至20日），法国国家太空研究中心（CNES）在巴黎举办了关于可持续性太空研讨会，来自这一领域的欧美机构、卫星制造商、运营商和服务供应商大约80名与会者，对此一致给予了肯定的回答。

新太空的私人投资者和提供高速网络接入的巨型通信卫星的涌入，以及进入太空的成本下降，所有这一切改变了原有规则。太空碎片专家、2022年Look Up Space公司的联合创始人胡安-卡洛斯-多拉多回忆说，"2016年时，太空轨道上已经有1000颗卫星在运行。在2017至2019的三年间，发射了1000颗。2020年，又发射了1,000颗。而仅在2022年，更是发射了2100颗..."

法国国家太空研究中心专门从事太空观测的工程师凡桑·鲁克证实说："我们正在密切观察一个指数的开始"，目前，约有26000到3 6000个尺寸超过10厘米的、包括正在运行的、或退役的卫星、火箭的部件和大块碎片的太空垃圾在人类的头顶上盘旋，......如果太空垃圾越来越多，发生事故的风险也就越大。在凯斯勒综合症的威胁下，2013年美国电影《地心引力》将连续碰撞现象普及给了大众。据鲁克称，已经记录到 "每年有三到十次的太空垃圾碰撞"，其中一些涉及危险性不大的物体，没有太多的能量，创造的碎片也很少。但是，当火箭升空过程中的每次点火推进，都可以产生数百个新的碎片。

“墓地”轨道

碎片问题与已经达到使用寿命或已经退役的卫星密切相关，因为太空里卫星 "残骸 "在发生碰撞时，都已经无法进行再操作，且它们也最有可能发生水箱或电池的自燃爆炸。这使人们更容易理解耗尽它们的所有能量，进行“钝化 ”和 "脱轨 "的重要性，根据目前的规定，必须在卫星停止服役后25年内完成“钝化 ”和 "脱轨 "。

几年前，有人估计，如果将90%的退役卫星报废，碎片的数量就不会增加。但是，鲁克指出："这是一种乐观的设想，没有考虑到意外的碎片化，或是大型卫星的存在。现实情况与预测更是不一致，因为90%的比例离实现它还非常遥远：实际数字更像是30%。因此，即使停止将卫星送入轨道，太空碎片的数量也会继续增长。

然而，航天工业并没有沉沦于宿命论，正在努力让太空轨道尽可能保持清洁。第一项工作涉及到卫星使用寿命的终结。静止轨道卫星（在离36000公里的高度上，永远不会回落地球）的运营者现在正试图将它们送入 "墓地 "轨道，以便让它们不会干扰到其他人。对于低轨道（小于2000公里）的航天器，解决方案则是要让它们脱离轨道。例如，欧洲气象卫星开发组织（Eumetsat）在2021年11月通过一系列的实验，将欧洲第一代气象卫星MetOp-A调低了300多公里。在高度为500公里的新轨道上，MetOp-A卫星将在大约20年内自然下落，而在817公里处则需要一个多世纪的才能下落。

回收和循环利用

然而，这种操作只有在航天器对指令作出反应并有足够的剩余燃料来移动时才有可能。但当火箭上级或作为卫星与其发射器之间接口的适配器就不是这种情况。针对这些部件，目前正在开发新的解决方案，"主动清除碎片"，这个词可以更形象地描述为太空垃圾车。瑞士公司——“清洁太空”（ClearSpace），受欧洲航天局（ESA）委托，研发的太空垃圾车的第一次全面演示将在2026年进行，届时重约100公斤的垃圾车将安装在其一个适配器旁边，类似于巨大钳子的装置轻巧地抓着适配器，并与它一起冲入大气层燃烧。

管理卫星老龄化的另一个方法是返老还童治疗。在2020年和2021年，美国卫星通信巨头国际通信卫星公司（Intelsat）已呼吁使用由制造商诺格公司的子公司太空后勤（SpaceLogistics）开发的延伸飞行器任务服务。具有在太空对接的微妙技术，这些飞行器能与地球静止轨道上的两颗卫星对接，确保卫星在太空中的定位，并使它们的使用寿命增加了五年。

正如太空后勤公司（SpaceLogistics）副总裁乔-安德森解释的那样，这些第二代机器人 "牵引车 "预计将在 "2024年升空，给老旧卫星安装小型推进装置，并进行检查、简单维修或重新定位"。定于2027年推出的第三代机器人，应能进行加油和升级。而对于2030年后到来的第四代的研发，太空后勤正在考虑在太空进行建造，恢复还能运行的设备，甚至进行回收。

乔-安德森还谈到了 "熔化老旧卫星上的铝来进行回收"。这就有点科幻小说了，但根据法国国家太空中心的太空碎片专家、同时也是本月研讨会的组织者——欧马利（Pierre Omaly）的说法，"回收将是圣杯! 如果认为太空碎片是可以回收的，那就会赋予它们一种价值，因此我们会心甘情愿地去找。然而，目前，除了少数国家机构外，所有人都不愿意拿出支票簿来支付太空垃圾收集者的费用。

保持太空清洁的技术解决方案已经存在或正在形成中。但是，正如专家们一致同意的那样，这些还不够。专家鲁克坚持认为："如果不遵守规定，它们将没有任何用处。欧空局甚至希望看到监管向更加良性的行为发展。特别是，它希望重新审查报废旧卫星的25年规定，效仿美国将这一期限减少到5年，美国也希望如此。法国方面正准备修订有关太空作业的法律，让它更加严格。