根據最新的研究發現,當前的衛星設計毀滅(Design for Demise,簡稱 D4D)協議正在上層大氣中引發第二個環境危機。每年,失效的衛星都會以一種火焰滾滾的方式向地球俯衝。然而,每顆衛星在這一過程中都會留下看不見的化學痕跡,這些痕跡正悄然影響著臭氧層。設計毀滅長期以來一直是衛星安全的金標準,這一協議旨在確保太空船在重返地球時能夠完全燃燒,從而使高熔點材料如鈦或不銹鋼不會存活下來,成為致命的彈片。這種清潔的消失提供了較便宜且不受控制的處理方式,同時將碎片擊中人員的風險控制在每十萬次中有一的嚴格標準之內。
然而,來自法國公司 MaiaSpace 的研究人員提出的這項新研究顯示,這一安全協議實際上正在污染天空。研究人員認為,建造能夠在重返過程中倖存的衛星是保持上層大氣純淨的唯一方法。研究報告指出,「設計毀滅(D4D)通過最大化重返燃燒來最小化地面風險;而非毀滅設計(D4ND)的目標是減少高空排放,但這可能需要控制下降和額外的質量。」
臭氧的新敵人是平流層中的臭氧層,這是我們地球對抗強烈紫外線的天然防曬霜。然而,重返的衛星污染卻構成了重大威脅。當衛星燃燒時,會發生燒蝕過程,將固體金屬轉化為細小的化學物質、氣溶膠和反應氣體。主要的罪魁禍首是鋁氧化物。一顆典型的 550 磅的衛星大約有 30% 是鋁;當它遇到大氣摩擦時,可能會產生約 66 磅的鋁氧化物納米粒子。這些微小的顆粒作為催化劑,引發大氣氯和臭氧層之間的有毒化學反應。這種看不見的污染似乎正在不斷增加,最近的數據顯示,這些有害氧化物在短短六年間增加了八倍。
在於 2025 年在意大利羅馬舉行的歐洲航空科學會議(EUCASS)上,研究人員 Antoinette Ott 和 Christophe Bonnal 倡導 D4ND 方法。這種方法並不允許衛星解體,而是要求工程師構建能夠承受重返過程中極端熱壓的衛星。這種非毀滅的方法依賴於控制重返操縱,利用太空船的推進系統將完整的太空船引導至偏遠的海洋墳場。如果成功,這可以消除有毒氣體的釋放,同時保持地面安全,將碎片引導遠離人口稠密區域。
然而,選擇非毀滅之路是昂貴的,並帶來一系列挑戰,特別是在質量方面。為了實現這一目標,衛星必須建造得更加堅固,以承受重返過程中的高溫。這項技術還需要配備重型推進系統和額外的燃料,以便在偏遠的太平洋中安全降落,而不是落在某人的家門口。對於衛星運營商而言,更大的質量意味著更高的發射成本和更低的利潤率。目前,尚無統一的指標來告訴我們哪一種風險更大:是碎片擊中人員的有限概率,還是緩慢而無形地侵蝕著保護地球上所有生命的大氣層。
在數以萬計的衛星圍繞著我們的時代,業界選擇如何讓這些衛星「死亡」將最終決定未來幾代人對我們星球的健康狀況。




