来源：European Space Agency， CC BY－ND

据欧洲航天局（ESA）估计，1．3亿个小于1厘米的物体和3．4万个大于10厘米的物体正在轨道上以每小时数千公里的速度运行。在今年的欧洲空间碎片会议上提交的一份报告表明，到2100年，空间垃圾的数量可能增加50倍。

虽然许多太空垃圾碎片都很小，但它们的速度非常快，其撞击能量足以使卫星失效或对空间站造成重大损害。

Hubble望远镜和太阳最大任务（SMM）卫星都被飞来的碎片撞出了硬币大小的洞，美国宇航局James Webb太空望远镜的一面镜子也被微流星体损坏了。

大多数卫星在设计时并没有考虑到它们的用途。在6000颗在轨卫星中，约有60％的卫星现在出现故障。与较小的物体一起，这些报废卫星构成了现有和未来卫星和空间站的主要问题。

这项研究强调了37．5亿年前地壳形成性质的根本转变，这促进了地球独特、稳定的大陆地壳的形成。来源：CC0 Public Domain

清除空间碎片的方法

目前，人们整担心太空碎片过多，会影响人类太空旅行、空间探索和在地球轨道某些部分使用卫星。也担心由于空间物体之间的碰撞，越来越多的碎片产生，会损害全球通讯和导航系统。

这就是为什么开发实用的碎片清除技术是重要和紧迫的。迄今为止，为解决空间碎片问题制定了各种战略，其中一些战略最近被列为优先事项。迄今为止，还没有一个轨道物体从空间成功回收。

ClearSpace追踪器设计用于使用机械臂捕获空间碎片。来源：ESA， CC BY－ND

设计空间碎片清除战略的主要问题之一是如何在碎片（目标）和追击器之间的第一次接触过程中传递能量。有两种优先方法，第三种方法正在开发中：

1冲击能量耗散方法旨在降低碎片的冲击能量。一种方法是，追击卫星部署一个鱼叉穿透空间碎片。成功发射后，追踪卫星、鱼叉和目标将通过弹性缆绳连接起来，追踪器将把碎片拉回大气层并一起烧毁。

2 中性能量平衡包括一种磁捕获方法，该方法使用磁线圈实现追逐器和目标之间的完美能量平衡。这是一种软对接方法，是后续碎片处理方法的初步步骤。

3 破坏性能量吸收旨在使用高功率激光摧毁小碎片目标。但挑战在于开发一种功能强大但重量足够轻的激光和电池组合。中国的一个实验室一直在开发一种天基激光系统，该系统将安装在一颗追踪卫星上，该卫星能够瞄准尺寸达20厘米的碎片。美国航天局猎户座项目使用地面激光摧毁小碎片。

第一个空间移除项目定于2025年，由欧空局牵头。它涉及一个基于瑞士子公司ClearSpace的联合体方法。ClearSpace追击器将与目标会合，并使用四个机器人手臂捕获目标。然后，追击器和捕获的发射器将脱离轨道并在大气层中燃烧。

高成本和更多污染

鉴于空间碎片问题的巨大规模，一个关键挑战是与这些拟议解决方案相关的巨大成本。另一个重要方面是空间清理工作对地球大气层的潜在影响。

越来越多的卫星和其他物体在离开太空时会在大气中被焚化，这一想法引起了气候科学家的关注。空间碎片被自然向下拉，并在低层大气中燃烧，但二氧化碳含量的增加正在降低高层大气的密度，这可能会降低其将碎片拉回地球的能力。

越来越多的卫星和其他空间碎片（目前每年80吨）自然下落或通过新的清除方法燃烧，也会将分解产物释放到大气中。

来源：NASA

这些肯定会产生更多的二氧化碳和其他温室气体。卫星中某些物质的分解也可能释放出氟氯化碳（CFC）气体，这可能破坏臭氧层。

人们不能忽视太空垃圾问题和废物回收之间的相似之处。显然，我们需要为我们的空间浪费制定一个循环经济战略。

目前，空间碎片的法律责任由起源国承担。这似乎不利于未来空间垃圾清除的国际合作计划。