《華爾街日報》：危險太空垃圾的艱難搜尋

清除環繞地球的危險太空碎片應成為試圖在太空開展業務的公司的首要任務。前提是他們能準確定位這些碎片的位置。

太空競賽帶來了日益嚴重的垃圾問題：美國官員預計，到2030年，衞星數量將增加近十倍，達到58,000顆，其中許多衞星的壽命不超過五年。

太空垃圾可能引發災難性的連鎖反應，對太空經濟構成重大威脅。摩根士丹利預測，到2040年，太空經濟將產生1萬億美元的收入。迄今為止，只發生過三次重大碰撞，但險些相撞的情況越來越常見。去年11月，俄羅斯反衞星導彈試驗產生了一片碎片雲，國際空間站的居民不得不躲進他們的太空艙避難。

今年9月，美國聯邦通信委員會規定，在“低地球軌道”（LEO，高度低於1,200英里）運行的衞星運營商必須在兩年內“在任務結束後儘快，且不超過五年內”移除衞星。美國國家航空航天局（NASA）確實要求太空垃圾在25年內處理完畢，但這些只是自願性指導方針。NASA在2021年報告中表示，過去十年中，遵守率平均不到30%。然而，要減緩失效衞星、火箭殘骸和鬆散碎片的積累速度，需要達到90%的遵守率。

可能別無選擇，只能開展清理行動。主要問題在於由誰執行以及如何找到這些太空垃圾。

由於大型航空航天公司興趣寥寥，初創企業已挺身而出。2018年成立的瑞士ClearSpace公司在誕生數月後，便與歐洲航天局（ESA）簽署了8620萬歐元（合8630萬美元）的合同，計劃在2025年前清除織女星火箭殘骸。該公司將使用機器人捕獲碎片並使其在大氣層中燃燒。另一家東京企業Astroscale成立九年來已獲得3億美元風險投資，今年9月英國航天局向這兩家公司各撥款400萬英鎊（約合460萬美元），要求它們在2026年前清理報廢的英國衞星。

埃隆·馬斯克的SpaceX公司發射了3000多顆小型星鏈衞星，由此引發的近地軌道革命可能突然將這一領域轉變為可行的商業市場。

激增的太空垃圾正令官員們感到恐慌。在375英里以下的軌道，航天器會在數年後自然重返地球，但僅星鏈衞星就將擠滿這些軌道。許多運營商需要進入更高軌道，並制定監管機構和具有可持續發展意識的投資者認可的可靠"離軌"計劃。

企業可能很快將被強制要求為衞星儲備足夠燃料，以便將其導航至大氣層或更高軌道的墓地軌道。但總會有部分衞星發生故障，從而催生對垃圾清理公司的需求。此外，派遣機器人上太空還具有經濟效益：可以為燃料耗盡的衞星延壽，利用自身推進系統維持其位置直至退役。

這仍然給衞星運營商和太空垃圾清理公司留下了一個根本性問題：他們對太空物體的信息掌握，包括位置、形狀和質量，很大程度上依賴於猜測。

大多數觀測數據來自地面雷達，企業通過美國太空司令部等政府機構獲取這些信息。但這些數據往往滯後數小時，誤差可能達數英里之遠，因此衞星和空間站無法完全自信地避開逼近的太空垃圾。對於清理任務而言，這意味着需要攜帶額外燃料，並考慮目標物可能比預估旋轉得更快導致無法抓取的情況。

而這還只是針對大於10釐米的碎片——根據歐洲航天局數據，此類碎片超過3萬塊，也是地球上能觀測到的極限尺寸。數學模型顯示，還有100萬塊1-10釐米的碎片以及1億塊更小的碎片，其飛行速度常是子彈的數倍。而國際空間站的"惠普爾防護罩“會被任何大於1釐米的物體擊穿。

“我們的認知存在9釐米的致命空白，“去年與蘋果聯合創始人史蒂夫·沃茲尼亞克共同創立Privateer Space公司的首席執行官亞歷克斯·菲爾丁表示，“如果交通監管也是這種水平，你根本不敢過馬路。”

Privateer公司的解決方案是獲取更多數據。其Wayfinder應用程序結合官方來源和衞星運營商的觀測數據，創建了一個近乎即時的“太空版谷歌地圖”，企業可利用該工具縮小誤差範圍。Wayfinder近期更新了碰撞評估功能，上週與望遠鏡製造商Celestron達成的合作將允許業餘天文愛好者向其提供數據。Privateer還計劃建立一個監測衞星網絡。

不過ClearSpace公司首席執行官Luc Piguet警告稱，雖然改進太空地圖以納入大型碎片很有價值，但提供更小物體的數據將困難得多，且存在自身風險。“如果不能高度確定物體的位置，可能會進行不必要的機動操作，”他表示。

無論關於太空垃圾的爭論如何持續，任何渴望從這片終極疆域獲利的企業都需要更好地瞭解這片領域的風險。否則，一個前景廣闊的新太空時代可能在真正開始之前就會因公地悲劇而終結。

環繞地球運行的太空碎片景象。圖片來源：ESA/ID&Sense/ONiRiXEL致信Jon Sindreu，郵箱：[email protected]

刊載於2022年11月12日印刷版，標題為《危險太空垃圾的艱難搜尋》。