在 4 月 28 日的晚上，Amazon 開始了其最新的計劃，旨在與 SpaceX 的 Starlink 競爭，這是 Project Kuiper 衛星的首次發射。隨著 27 顆衛星目前已經進入地球軌道，Amazon 加入了越來越多的公司行列，這些公司正致力於將超過 1,000 顆衛星發射入太空，以建立一個巨型星座。隨著這些物體在軌道上的增加，擁擠的危險也在上升，如果這些物體發生碰撞，後果可能會相當嚴重。
除了 Amazon 和 SpaceX，英國的 OneWeb 也擁有自己的星座，還有幾家中國公司計劃發射衛星。其中包括中國政府支持的國網巨型星座，該計劃去年開始發射，但仍然保持神秘，還有商業化的千帆計劃，該計劃於 2023 年開始發射，計劃將最多 15,000 顆衛星送入軌道。
根據歐洲太空局（ESA）的一份最新報告，2024 年有超過 2,500 件物體被發射到低地球軌道，這一數字是 2020 年之前任何一年發射數量的五倍多。其中大部分發射是針對商業衛星星座，這類發射的數量每年都在增加。
目前，活躍衛星的數量已經與軌道上的碎片數量相當。如果當前的發射趨勢持續，ESA 預計到 2050 年，低地球軌道中將有近 50,000 件大於 10 厘米的物體。在接下來的幾年中，預計每天將有平均 8 顆衛星從地球發射，總質量約為 4 噸的物質每天送入太空。
這些衛星能夠在偏遠地區以及遭受自然災害或戰爭的地區提供通信和互聯網接入。但圍繞地球的空間正變得越來越擁擠，既有運行中的衛星，也有舊任務留下的垃圾——隨著更多衛星的發射，這一問題將進一步惡化。
專家一致認為，我們迫切需要更全面的規則來管理軌道上的物體，但在日益兩極化的世界中，全球合作以保護太空的想法似乎比以往任何時候都更遙遠。亞利桑那大學的碎片研究員 Vishnu Reddy 表示：“填滿低地球軌道的競賽正在進行中。”
不僅僅是運行中的衛星在佔據空間，還有數以百萬計的垃圾漂浮在空中，許多物體以極高的速度運行。ESA 預估，低地球軌道中有超過 120 萬件物體“足以造成災難性損害”，如果它們與其他物體發生碰撞。低地球軌道變得特別擁擠，除了數千件商業物體外，還有數千件碎片。
問題不僅在於碎片可能損壞國際空間站等重要設備。如果足夠多的即使是小碎片發生碰撞，可能會產生越來越多的碎片，導致更多的碰撞，形成一個連鎖反應，這可能使進入太空變得危險，甚至未來需要關閉所有全球太空計劃。
歐洲南方天文台的天文學家 Olivier Hainaut 表示：“衛星運營商無疑受到放置越來越多衛星的誘惑。然而，如果放置太多，就會發生碰撞。一旦開始發生碰撞，就可能出現鏈式反應，即 Kessler 綜合症，整個軌道範圍可能會變得無法使用。”
目前，軌道擁擠的問題已經影響到了衛星的運行。衛星之間過於接近會互相干擾其傳輸。氣候變化也使問題變得更糟，溫室氣體的釋放導致上層大氣收縮，減少了其拉動和摧毀碎片的能力。
沒有人建議禁止衛星或巨型星座的存在，但每年發射數千件物體進入軌道的副作用卻不常被提及。研究人員開始考慮軌道容量的界限，以及當前的發射水平是否在長期內是可持續的。
運行中的衛星本身並不構成問題。由公司擁有的衛星將被追蹤和監控。但在低地球軌道中，已經有數千件碎片在高速運行，這些碎片過小而無法被追蹤。隨著越來越多的衛星進入軌道，與碎片發生碰撞的可能性也在上升。
誰負責追蹤碎片並防止碰撞？實際上，沒有人。在實踐中，太空社區依賴美國政府提供的追蹤信息，希望每個人都能負責任地行事。Reddy 表示：“衛星運營商對其衛星負有責任。太空部隊每天更新數據庫幾次，並希望人們能根據美國的免費信息自我防衛。”
這還擴展到了處理失效衛星的問題。專家一致認為，SpaceX 在去軌其失效衛星方面相對負責任。由於 Starlink 衛星位於非常低的軌道，幾年後它們會自然下降到地球大氣中並分解。
衛星運營商不希望為了空間而互相競爭，因此他們各自使用不同的軌道。例如，Project Kuiper 衛星發射的高度略高於 Starlink 衛星。然而，仍然需要在其他軌道之間移動衛星，這就是為什麼軌道擁擠成為問題的原因。
Reddy 說：“上天的東西必須下來，所以最終 Kuiper 衛星必須去除軌道，並經過 Starlink 的軌道範圍重新進入。那時會發生什麼？”
Amazon 未回應有關其計劃如何安全地去軌 Kuiper 衛星或如何管理潛在交會的問題。
衛星運營商之間的潛在衝突可能成為一個主要問題，因為避免碰撞的成本是昂貴的。如果一顆 Starlink 衛星和一顆 Project Kuiper 衛星在碰撞路徑上——專家所稱的交會，那麼一方或雙方需要調整其軌道，消耗有限的燃料。
Reddy 表示：“現在 Starlink 和 Kuiper 的人必須決定誰來消耗燃料以避免碰撞，這將侵蝕他們的利潤。”這實際上是一種相對積極的情況，因為至少 Starlink 和 Project Kuiper 衛星都有明確的責任所有者。對於軌道上數千件較小的碎片，情況則並非如此。
Reddy 說：“當兩顆衛星之間能夠交會時，這是好的一天。當兩件物品都無法運行，運營商消失時發生碰撞則是壞的一天。你所能做的就是坐等並祈禱它們不會產生碎片。”
幾乎無法準確預測任何特定碰撞會產生多少碎片，因為這取決於撞擊速度和方向，以及物體的材料。由於有關衛星組成的信息有時會被保密，無法真正知道撞擊可能造成的損害。
這種情況因衛星巨型星座而變得更加複雜，其中數千顆衛星共享同一軌道。如果一顆衛星故障並爆炸，則一家公司可能需要移動其數百顆衛星進行調整——這些機動可能會產生更多的交會。如果涉及多個巨型星座，情況將會更糟，甚至更加混亂。
Reddy 表示：“希望這不會發生，但一旦發生，情況可能會迅速惡化。”
像 Reddy 這樣的太空碎片專家並不反對衛星公司在太空中賺錢。但他希望這些公司能更主動地制定有關防止碰撞的規範和指導方針：“這符合他們自身的經濟利益，來制定一套基本的規則。”
這些公司不需要等待國際協議的緩慢過程來積極管理這一問題。Reddy 表示：“SpaceX 在運營巨型星座方面的經驗遠超於地球上任何監管機構。”他們可以提出處理交會事件的建議，“因此，負擔不在於世界各國政府來制定計劃。”
坦白說，衛星公司自己認真對待這個問題並避免碰撞帶來的重大風險是更好的，尤其是隨著越來越多的公司發射自己的巨型星座，包括來自美國以外的公司。
當 Starlink 衛星和中國的巨型星座衛星之間出現數百次潛在交會事件時，會發生什麼？隨著風險的提高，問題變成：“誰會動？我們會坐在那裡看看誰先退讓嗎？”
Reddy 表示，衛星公司之間需要建立一個正式的合作系統，達成協議，如何在兩顆衛星相互接近時進行機動。“這比說，好的，我們在三小時內會發生碰撞，讓我們試著翻電話簿找出需要聯繫的中國人要好得多。這不是一種好的商業方式。”
衛星之間的碰撞威脅並非純粹理論。在 2019 年，Starlink 衛星和歐洲太空局（ESA）Aeolus 衛星之間差點發生災難。ESA 必須在最後一刻對其衛星進行修正機動，以避免碰撞，否則可能會在軌道上產生大量碎片。
這在任何情況下都令人擔憂，但這一案例尤其令人擔心，因為 ESA 嘗試聯繫 SpaceX 以提出問題並協調衛星的運動卻未能成功。SpaceX 當時表示，ESA 發出的有關碰撞的電子郵件因“錯誤”而被忽視。
當前的問題在於，沒有法律框架來處理這類潛在的衛星碰撞。專家一致認為，我們需要類似於空中交通管制的太空規則，但這些規則目前並不存在——隨時可能發生交會。ESA 太空安全計劃負責人 Holger Krag 在本月的太空碎片會議上表示，Aeolus 和 Starlink 44 之間的近乎碰撞是“我們每天都看到的模板”。
Krag 表示：“每當兩個活躍的航天器相遇時，必須依賴合作。必須進行溝通，協調行動。”然而，目前並沒有法律或規則明確規定這種溝通的責任在於誰，或如何避免碰撞。“我們距離解決 Aeolus 和 Starlink 的具體情況的明確飛行規則還很遙遠，”Krag 說。
此外，隨著軌道上衛星數量的增加，ESA 警告稱，通過單獨調整每顆衛星位置來手動避免碰撞的當前過程將變得不可能。
為了建立一套可執行的法律體系來管理軌道空間的使用，需要像聯合國這樣的國際機構進行國際決議，因為沒有一個國家可以單獨監管太空。但目前缺乏國際意願來實現這一點。距今近 60 年的 1967 年通過的《外層空間條約》是現行法律的最後一部重要國際太空立法。該條約從未想像到私營公司在太空中的運作，從而留下了對於太空垃圾等問題的監管真空。
這是一個典型的公共資
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