太空成“世界最大垃圾场”：谁来“清扫”，谁来埋单？

2010年7月20日，澳大利亚Electro Optic Systems (EOS)航空航天公司制作并发布插图图片，展示了从地球静止轨道高度看到的地球景象，图中太空碎片散落在低地球轨道。图/视觉中国

有一群“鸽子”，它们曾是商业航天的明星，如今却变成了轨道上的“地雷”。2025年7月，中国科学院研究团队的一份研究报告指出，“鸽群”（Dove）卫星星座已有八成陨落，并将近地轨道变成一片危险的“雷区”。

失控的“鸽群”，只是冰山一角。

据欧洲航天局空间碎片办公室数据，截至2025年7月23日，地球轨道上有超过14500吨、数以亿计的碎片，正以超越子弹十倍的速度穿行在太空，“太空车祸”随时可能发生。地球人的头顶正以前所未有的速度，变成巨大“垃圾场”。

空间碎片的不断增多，或许意味着一次偶然的撞击，就可能引发毁灭性的多米诺骨牌效应，最终让碎片彻底封锁地球轨道。

太空失序的背后，“星链”等巨型星座还在疯狂“跑马圈地”，而目前维系太空秩序的规则却仍停留在上个世纪。在商业利益的“经济算盘”和国家间的“信任赤字”面前，国际“软法”显得苍白无力。

失控的“鸽群”

在太空盘旋的一群“鸽子”，可从数百公里外的太空，分辨出地面一辆汽车的轮廓。这就是美国Planet Labs公司运营的“鸽群”（Dove）卫星星座，每天、每时、每刻都在做的事情。Dove卫星由重约5kg的3U（10cm×10cm×30cm）立方星组成，以低成本、高频次观测的模式，每天更新一次全球遥感影像，实现对地观测。

不过，今年7月，中国科学院软件研究所的一个研究团队发布文章指出，“鸽群星座已坠落超80%”，而且“正将宝贵的近地轨道变成一个危险的‘雷区’”。

中国科学院研究团队指出，截至2025年7月7日Planet Labs公司已发射662颗Dove卫星，其中已陨落536颗（80.97%），且当前在轨的126颗中，仅有101颗处于可用状态，主要分布在3个不同轨道面上。

“鸽子”本身并没有“翅膀”。Dove卫星并未安装推力装置，而是利用大气阻力，通过增加或减小卫星的迎风面积改变运行速度，从而使得同一批次发射的卫星都能长期保持在同一轨道面上。

这些没有“翅膀”的“鸽子”，就如同太空轨道上长期有效的“低成本小地雷”。

“Dove星座数量较多，缺乏主动避碰能力，而且个头小、跟踪难度大。”南京大学天文与空间科学学院副教授汤靖师告诉南方周末记者，它还处于比较拥挤的轨道高度，其陨落过程中会经过两个载人空间站。

“它们将在轨道上飘荡数年甚至数十年，成为其他航天器不得不规避的障碍。”中国科学院研究团队表示，“这种‘发射后不管’的商业模式，实际上是将运营成本转嫁给了整个航天社区，以牺牲轨道安全为代价换取商业利益。”

哈佛大学天文学家乔纳森·麦克道尔 (Jonathan McDowell) 表示，许多早期的Dove卫星都是从国际空间站 (ISS) 部署的。从国际空间站释放的卫星通常会迅速重新进入地球大气层，对其他航天器几乎不构成威胁，因为“在那个年代，比国际空间站更低的卫星很少”。

但如今，地球轨道这条曾经空旷的“天路”，早已变得“车水马龙”。

“近年来，随着众多低轨星座的迅猛部署，近地轨道的拥挤程度正在加剧。”汤靖师表示。

在商业航天的浪潮下，巨型星座计划层出不穷。埃隆·马斯克的太空探索技术公司（SpaceX）公司计划发射4.2万颗“星链”（Starlink）卫星，以提供全球互联网服务。截至2025年8月，“星链”在轨卫星数量已发射超8000颗。

当地时间2025年8月4日，美国佛罗里达州卡纳维拉尔角太空军基地，SpaceX“猎鹰9号”火箭于凌晨3点57分从40号发射台发射，执行10-30任务，搭载28颗“星链”卫星。图/视觉中国

其中坠毁的“星链”卫星也不少。2020至2024年期间， “星链”共坠落损失583颗卫星。国际宇航联空间运输委员会主席杨宇光指出，“星链”大部分离轨卫星是因为发现异常后主动离轨，而非完全失控。

“如果在轨的航天器不能按照要求在任务后离轨，那么空间轨道拥挤程度将加剧、撞击风险也会大幅度上升。”国际宇航科学院通讯院士、深空探测实验室（天都实验室）高级专家龚自正告诉南方周末记者。

事实上，“外空的碰撞事件是频发的。”龚自正指出，无论是航天器的撞击失效，还是空间站被迫规避空间碎片的情况，都已经成为常态。

例如，2009年，美国商业卫星“铱星33号”就与俄罗斯废弃卫星“宇宙2251号”在西伯利亚上空789公里处高速相撞，导致两者彻底摧毁；中国云海一号02卫星（Yunhai-1 02）与1996年发射的Zenit-2火箭碎片发生了碰撞。

据欧洲航天局空间碎片办公室统计数据，自1957年人类进入太空时代以来截至2025年7月23日，太空发生破裂、爆炸、碰撞导致碎片化的事件超过650次，产生了超过120万个1-10cm尺度的空间碎片。

为了不与碎片相撞，航天器就不得不被迫实施机动规避。

龚自正指出，国际空间站从建成至今已经被迫实施规避41次，平均每年规避2次。而每一次被迫实施的避让，都意味着燃料的消耗、科研任务的中断和空间站寿命的折损。

当地时间2024年2月1日，诺斯罗普·格鲁曼公司的“天鹅座”货运飞船抵达国际空间站。图/视觉中国

世界最大“垃圾场”

抬头望天，谁能想象头顶宁静的太空，或已是世界上最大的“垃圾场”？

据欧洲航天局数据，截至2025年7月23日，地球轨道上所有航天物体的总质量已超过14500吨。据统计模型估算，在轨物体中大于10厘米的空间物体有54000个；在1厘米至10厘米之间的空间碎片物体约有120万个；在1毫米至1厘米的空间碎片物体约有1.4 亿个。

空间碎片主要源于人类自身的航天活动，包括废弃卫星和火箭残骸，卫星自爆、解体或者高速碰撞导致的碎片，反卫星试验和火箭发射残渣等。龚自正表示：“空间碎片的数量正逐年递增，已对航天器在轨安全运行构成严重威胁。”

空间碎片最直接危害来自于高速碰撞。

龚自正表示，在低轨空间碎片与航天器的平均撞击速度为10公里/秒，这么高的撞击速度，现有航天材料难以“扛得住”。一个厘米级的碎片看似不起眼，却足以摧毁整颗卫星；甚至毫米级的碎片，也能让卫星彻底瘫痪。

中国科学院国家天文台研究员李春来在论文中表示，即使撞击没能使航天器破碎，但产生的层裂、绝缘击穿、泄露和变形也会降低航天器的性能或导致航天器部分甚至整体失效。

例如，对电子设备壳体的简单碰撞会导致敏感电子设备严重退化；压力容器与空间碎片碰撞将导致泄漏或破裂，甚至产生更多新的碎片。即便航天器本体充分考虑了对空间碎片的防护，但也无法为暴露在外的太阳能电池板、 通讯天线等装置筑起“铁壁铜墙”。

比起单次撞击的火花，更大的危险还来自于碰撞产生的大量新碎片。这些新的碎片，可能会形成更多新的撞击，如多米诺骨牌般引发连锁反应。

1978年，美国科学家唐纳德·J·凯斯勒（Donald J. Kessler）提出过一种理论假设，当在近地轨道上物体密度达到一定程度时，碰撞碎片将引发连锁碰撞，新碎片继续碰撞其他物体，最终导致轨道上布满碎片。

学术界的共识是，一旦“凯斯勒灾难”发生，轨道将如“垃圾场”般瘫痪，人类数百年内将无法探索太空或利用卫星，“星辰大海”的梦想也将被锁死。

当地时间2024年9月16日，用哈勃太空望远镜拍摄的棒旋星系NGC 1559。它距离地球大约3500万光年。图/视觉中国

“‘凯斯勒灾难’发生的可能性正在不断增高。”龚自正表示，从2021年开始，人类进入空间轨位和频率资源争夺加剧的时代，航天活动长期可持续发展面临严重威胁。

如今，太空卫星技术已深度嵌入全球公众日常生活，成为现代社会不可或缺的支柱。以全球定位系统（GPS）为例，这一依赖卫星网络的导航工具不仅指导亿万民众的日常出行、物流运输，还支撑导弹防御系统运行。

中国的风云（FengYun）气象卫星同样发挥着重要作用，能够实时监测大气和灾害，提供精准天气数据，用于风暴预警、农业生产和气候变化应对，已为121个国家和地区提供支持，帮助减少灾害损失。

“保障外空活动的长期可持续性，关系到全人类的共同命运。空间碎片的威胁具有普遍性，它不分国界、不分你我。”龚自正用玻璃房子来打比方：“在外太空制造垃圾，就如同在玻璃房子里互相扔石头，最终这些碎片会威胁到每一个人，没有任何一方能够幸免。”

因此，对于空间碎片的治理，龚自正表示，这不只是简单的“清扫太空垃圾”或“减少碰撞”的技术层面的事，其本质是在捍卫人类文明的未来与持续发展的权利。

“软法”难治空间碎片

空间碎片治理，谁来“清扫”轨道，又该谁埋单？

治理空间碎片，在技术层面的挑战并非不可逾越。龚自正指出，全球在碎片监测、预警、防护和主动清理等技术上已有相当深厚的积累。

在预警方面，欧洲航天局2025年《太空环境报告》披露，已通过全球监视网络实时跟踪约4万个轨道物体，预警潜在碰撞，帮助卫星及时“闪躲”。

而早在2005年3月初，中国科学院紫金山天文台就成立了“中国科学院空间目标与碎片观测研究中心”；2015年6月，国家航天局成立空间碎片监测与应用中心，为中国空间活动提供安全预警保障；2016年6月25日，我国“遨龙一号”空间碎片主动清理飞行器也随“长征七号”成功发射；2019年发射的“北理工一号”开展了空间碎片清除技术在轨验证。

但是，“如同治理温室气体一样，空间碎片本身并不是单纯的技术问题。”汤靖师表示，在保障各方共同、合理利益的情况下，维护近地空间的长期可持续性，需要各方努力、持续推进。

空间碎片治理的真正症结，在于缺乏国际合作的政治意愿与国际合作机制。

龚自正认为，在当前全球政治分歧加剧、许多航天合作难以开展的背景下，空间碎片治理或许是唯一有望达成广泛共识的国际合作领域。“只要一个国家利用太空、在轨拥有卫星，它就是这个休戚与共的体系中的一员。”他说。

目前，国际太空法基础是1967年的《外空条约》（Outer Space Treaty），该条约诞生于冷战时期，主要规范国家行为，对商业公司的约束力有限。

此外，龚自正介绍，尽管从联合国外空委、国际机构间空间碎片协调委员会（IADC）到国际标准化组织（ISO）都出台了一系列减缓空间碎片的指南和标准。“但这些都是‘软法’，是建议性、指导性的，而非强制性的‘硬法’。”所以导致“规定”与“落实”之间存在巨大差距。

经济“算盘”往往压倒了“软法”的指导原则。

《联合国外空委空间碎片减缓指南》建议，航天器在任务结束后25年内离轨（如今部分国家已缩短至5年）。但对商业公司而言，如果一颗设计寿命仅5年的卫星到期后仍运转良好，继续让其在轨服务就能持续产生经济收益。“既然缺乏强制性惩罚措施，运营商自然倾向于追求利益最大化，而非主动离轨。”龚自正说。

此外，太空碎片治理还面临“信任赤字”的问题。共享空间态势感知（SSA）数据是空间碎片治理的核心基础。然而，一国追踪微小碎片的能力，往往与其监视他国卫星乃至导弹的军事感知水平紧密相连，一旦透露这些数据和能力，无异于暴露国防底牌。

在龚自正看来，现行“软性指南”未来将升级为强制“硬性标准”。“就好比汽车的尾气排放标准，不达标就不能上路。”

“未来，航天器也将如此：没有自主机动规避能力、没有任务后离轨能力，就不允许发射；运载火箭在发射过程中产生碎片或在爆炸轨解体，将面临惩罚。”龚自正表示，“中国正加速向航天强国跃升，理应抓住这个历史机遇，推动国际空间碎片治理合作，为构建太空人类命运共同体贡献更多的中国智慧、中国方案、中国力量。”

南方周末记者 刘佳伦

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