來自外太空的新危機—太空垃圾

《華商世界雜誌第51期》

前言

在人類探索太空的過程中就不斷製造太空垃圾威脅地球安全，這些垃圾包括廢棄的人造衛星和大大小小碎片殘骸，數量超過1.28億，非常驚人。

本文

隨著人類科技觸角伸入太空領域，日積月累的「太空垃圾」（Space Garbage）已成性命攸關的問題。

今年3月，中國衛星「雲海一號02星」可能遭太空垃圾撞擊在軌道解體；接著，美國退役氣象衛星「NOAA-17」及俄羅斯軍用衛星「Kosmos2525」也先後在軌道解體；5月也傳出國際太空站（ISS）上的一架機器手臂，遭太空垃圾擊中破損。這些事故凸顯了太空垃圾數量暴增情形，對逐年增加的發射任務及衛星產生風險。

太空撞擊事件會越來越頻繁

衛星碰撞機率與軌道上物體數量的平方成正比，隨著軌道衛星分布密度增加，碰撞是必然的結果。據歐洲太空總署計算，目前約有90萬個1~10公分、1.28億個0.1~1公分的太空垃圾在軌道上呼嘯而過，隨著未來大量通訊衛星發射升空，碎片量也會暴增。

平均每年有一顆衛星被太空碎片擊毀

NASA（美國國家航空暨太空總署）也估計太空中有1億個以上、大大小小的太空垃圾在地球軌道環繞；它們的飛行速度是步槍子彈的七倍，可能傷及太空飛行器，甚至在艙外作業的太空人。它們對衛星、火箭、空間站構成極大威脅，平均每年有一顆衛星被太空碎片擊毀。這種威脅隨著人類太空活動的增多而與日俱增。除了已經在天上的幾千顆商用、軍用和科研衛星，今後幾年還有數千枚將陸續升空。

NASA指出，太空垃圾飛行速度約每秒9.6公里，被不到2公分的垃圾K到，好比被一個以時速482公里飛過來的保齡球砸到。

最著名的垃圾危機，莫過於2009年美國銥星33與俄羅斯報廢的宇宙-2251衛星，在西伯利亞上空相撞。這起歷史上首次衛星相撞事故，新增巨量的碎片殘骸留在太空，體積較大能被追蹤到的就有2300片。

廢棄的航天器物件和其他廢棄物在地球軌道上的危險性越來越大，在軌道上的廢棄物多到會砸碎功能性設備，同時在地球上的科學家若要弄清楚地球軌道上發生了什麼事件也會變得異常困難。

未來10年4.6萬枚衛星上太空成災難

世界各國和民間企業不斷發射人造衛星，預計未來10年至少有4.6萬枚衛星會打上天空，但回收的數量極少。導致地球軌道充斥許多失效的太空裝置，形成數量龐大的太空垃圾。

太空垃圾日積月累，近地軌道上擁堵狀況嚴重，10年前已有科學家疾呼接近極限，安全隱患觸目驚心。清理太空垃圾的努力過去幾十年來一直沒有間斷，但普遍認為這方面仍面臨重大的技術和經濟挑戰。航空航天大國之間圍繞誰製造更多太空垃圾的爭執還在繼續，而相關的國際共識或法規有待制定。

中國是過去三年發射最多火箭的國家

根據 Gunter's Space Page 數據顯示，中國是過去三年發射最多火箭的國家，2020年軌道發射39次，美國36次，俄羅斯16次。而《BBC》2019年的資料顯示，太空垃圾主要來源國前6名分別為：俄羅斯、美國、中國、法國、印度以及日本。隨著太空碎片危害衛星和太空人的擔憂加劇，天文學家也開始研究如何清除繞著地球飛行的太空垃圾。

2035年太空碎片追蹤市場（SST）將達一億英鎊

擁擠的地球軌道變得更容易碰撞了：有數千顆正在運行的衛星，還有很多計劃準備發射的，這會提高相撞的機率。但目前還沒有針對反衛星試驗的法規。

英國太空署（UKSA）2020年10月宣佈撥款100萬英鎊，用於資助太空垃圾追蹤科技創新，表示太空監視和跟蹤（Space Surveillance Telescope，SST），即操作太空監視望遠鏡來追蹤太空衛星和研片的領域，已經發展到需要創新思維的階段，鼓勵私營部門和科技新創企業參與研發。

美國國家航空暨太空總署（NASA）數據也顯示，目前地球軌道上的人造物質總量超過7600噸，美國空間監視網（SSN）也正在追蹤2萬多件體積較大的殘骸碎片。歐洲太空總署將在2025年發起首次清除地球軌道碎片垃圾的太空任務。多個國家和一些私人公司正在測試比如發射捕捉太空垃圾的「魚叉」捕捉器、磁鐵和大網等移走太空垃圾的辦法。依據太空諮詢公司Euroconsult及London Economics預測，到2035年，太空監視與跟蹤（SST）市場可能會超過1億英鎊的規模。

歐洲太空總署研發「大爪子」抓太空垃圾

歐洲太空總署與瑞士新創公司《ClearSpace》簽約，希望研發「太空爪ClearSpace-1」並於2025年發射至太空中，要一網打盡100萬個太空垃圾。太空爪ClearSpace-1第一個清除目標就是質量112公斤，大小接近一顆小衛星的Vespa（織女星二級有效載荷適配器）。ClearSpace這項任務預計耗資超過1億美金。

美國祭出導電膠帶，讓廢棄衛星加速下降

美國的進度更快。2020年1月美國航天科技（TUI）宣布，他們在小型衛型加裝70公尺長的導電膠帶「終結者膠帶」，利用相斥的原理，成功使衛星「煞車」，高度緩緩下降。觀測結果，宇宙垃圾的下降率比過去快24倍。以前廢棄的衛星可能會在軌道環繞幾百年，這個方法有望只花10年。

現代生活全都仰賴衛星

現代人的生活早就離不開衛星，包含通訊上網定位還有氣象觀測，全都仰賴衛星。目前繞行地球的衛星有6千多個，其中一半還在使用，一旦遭太空垃圾撞擊毀損，將重創人類生活，該怎麼避免太空垃圾引發地球危機，人類還得想想辦法。華

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