深瞳工作室出品
科技日报记者 李林旭 策划 冯卫东 房琳琳
电影《地心引力》开头有这样一幕：国际空间站突遭一场“碎片雨”袭击。密集的“碎片雨”不仅把国际空间站撞得七零八落，还造成多名宇航员命丧太空，将空间碎片的危害近距离地呈现在观众眼前。
这样的“太空惊魂”并非毫无科学依据。前不久，神舟二十号飞船因疑似遭空间微小碎片撞击而推迟返回。出于安全考虑，三名航天员最终“改签”神舟二十一号飞船返回地球，再次将空间碎片的危害拉回大众视野。
空间碎片，又称太空垃圾，泛指所有在轨运行或再入大气层的无法继续工作的人造物体。当前，到底有多少空间碎片？碰撞风险有多大？治理存在哪些痛点？如何应对这些挑战？科技日报记者进行了深入采访。
多重危害渐显
两年前的一天，加拿大天文学家萨曼莎·劳勒收到一封问询电子邮件，内容是在离她不远处的一块农田里发现了疑似空间碎片。这让她直呼“意外”，于是向素有“太空侦探”之称的美国天体物理学家乔纳森·麦克道威尔确认。
“轨迹对得上！时间对得上！地点对得上！外形对得上！”麦克道威尔告诉科技日报记者，他很快就给劳勒回了电子邮件，告诉她，没错，这就是源自美国太空技术探索公司（SpaceX）龙飞船的空间碎片。
后续进展也印证了麦克道威尔的判断。一番操作后，SpaceX的两名工作人员悄悄用一辆卡车把碎片拉走了。
除加拿大外，近年来不幸被空间碎片“砸中”的国家还包括美国、澳大利亚、波兰、印度等。
除对居民人身和财产安全产生影响外，空间碎片对民航业的影响也日益显现。
去年1月16日，美国捷蓝航空一架飞机飞往波多黎各途中，突然被空管告知前方有危险空域，因为遇到了SpaceX星舰爆炸后产生的“碎片雨”。好在此次“碎片惊魂”最后有惊无险，但这种“侥幸”正面临着越来越严峻的概率挑战。
仅去年一年，SpaceX的5次星舰发射就有3次意外发生“爆炸”，其中2次在繁忙空域产生大量碎片。去年3月的一次爆炸产生的“碎片雨”，致约240架次航班受到干扰，迫使28架飞机紧急改道。
当然，受影响最大的还是在轨航天器及宇航员。
“对在轨空间资产及人员来说，空间碎片堪称‘太空杀手’，带来的危害要更加直接。一旦发生碰撞，将会对卫星造成破坏，甚至对航天员生命造成威胁。”西北工业大学教授袁建平向记者表示。
在低地轨道，空间碎片撞击航天器的平均相对速度约为10公里/秒，一颗黄豆大小的碎片，其撞击动能相当于一颗手榴弹爆炸。
2024年6月，一颗俄罗斯卫星在轨道上突然解体，产生100多块碎片。由于碎片距离国际空间站较近，宇航员不得不紧急进入载人飞船避险待命约一小时。
数量不断增加
欧洲空间局（ESA）的最新数据显示，尺寸大于10厘米的空间物体约有5.4万个，其中包括约9300个有效载荷；尺寸在1厘米至10厘米之间的空间碎片约有120万个；尺寸在1毫米至1厘米的空间碎片约有1.4亿个。
“自我涉足这一领域以来，空间碎片数量一直在不断增长。当前，可被追踪到的空间碎片数量约有4.5万个。”ESA空间安全计划办公室主任霍尔格·克拉格告诉记者，空间碎片问题正变得越来越严重，他隔壁的同事时不时都要对ESA在轨航天器执行避碰操作，且操作越来越频繁。
“随着卫星的激增，有害干扰案例也会激增，这可能影响航天飞行任务并导致操作故障，从而产生新的碎片。”国际电信联盟在发给记者的书面回复中指出。
能被追踪到的空间碎片只是“冰山一角”，更多的是那些尚无法被追踪和识别来源的微小碎片，其危害同样不容小觑。
“看得见的还能躲躲，看不见的才是防不胜防。”星图测控高级副总裁罗丹告诉记者，真正致命的“刺客”往往是那些微小碎片。
更令人揪心的是，当轨道碎片密度达到一定程度后，将触发多米诺骨牌般的级联碰撞，进而催生出自我维持的碎片带。
“空间碎片数量正以超出我们预期的速度增长。”泰国地理信息与空间技术发展局空间技术研究中心主任西提蓬·昌努辛向记者表示，虽然很难预测具体什么时候会形成严重的碎片带，但若不加以应对，这一天一定会到来。
碰撞风险加剧
空间碎片的不断增长，部分要归因于日益频繁的航天发射活动，随之而来的是轨道碰撞风险的逐渐集聚。
数据显示，2025年，全球太空发射活动再创新高，共进行329次轨道发射尝试活动，部署了4522颗卫星。
“10年前，我们只有1000多颗在轨活跃卫星。现在，我们有1万多颗。10年后，我们可能有100多万颗。”麦克道威尔认为，当前全球航天活动正进入商业化高速扩张、巨型星座主导的全新时代。
“尽管太空无垠，但适合卫星运行、具有高实用价值的特定轨道资源极其有限，且正变得日益拥挤。”袁建平介绍，低轨商业卫星寿命通常仅有5年，这意味着在低轨巨型星座风行的当下，每年都有成千甚至上万颗卫星面临退役，对轨道环境的更替速度提出了越来越高的挑战。而且，低轨是中高轨卫星发射的必经之路，碰撞风险不容忽视。
巨型星座的狂飙突进，将近地轨道本已处于高位的避碰压力，加速推向极限边缘。
数据显示，2025年，“星链”卫星执行了约30万次避碰机动，比上一年增加约50%。
“无论是整体避碰次数，还是增速，这都是一个很高的数字。”罗丹提醒，现在大家都在机动，如果你不告知我，我也不告知你，就容易出问题。
去年12月，中美两颗卫星就曾发生近距离交会事件。当时，在560公里轨道高度上，一颗“星链”卫星与一颗中国卫星最近距离仅约200米。
“这很令人担心。想象一下，如果在当前在轨卫星数量基础上再增加100倍，这些巨型星座如何保持安全运行将是一个巨大挑战。”麦克道威尔说，尽管SpaceX声称技术上没问题，但目前空间状况尚未被完全掌握，一旦卫星相撞，情况将会变得非常糟糕。
“SpaceX最近提出的‘百万星’星座是一个‘疯狂’的计划。”美国航天动力学家莫里巴·贾赫向记者表示，虽然从天体物理学来说，太空可以容纳百万颗卫星，但从安全运行角度看，在当前的技术和治理水平下，这是不可持续的。
治理规则滞后
“个别国家的商业卫星星座肆意扩张，缺乏有效监管，带来显著安全挑战。”中国代表在去年12月29日举行的安理会阿里亚模式会议上指出，“前不久，一颗‘星链’卫星发生解体，产生100多枚碎片。这对一些不具备控轨能力、缺少空间态势感知能力和反应时间的发展中国家航天器而言，无疑是巨大风险。”
这颗“星链”卫星于2025年12月17日在约418公里的轨道高度发生异常。SpaceX随后发布声明称，这颗卫星发生异常时所处的轨道低于国际空间站所在的轨道，不会对国际空间站及其宇航员构成风险。
然而，对于中国空间站的潜在风险，SpaceX的这份声明却只字未提，美国官方后续也没有发布相关评估和声明。
对此，有国际观察人士直言不讳地提出批评，认为在日益拥挤的轨道环境下，全面透明对于确立国际行为准则至关重要。
这一案例也凸显出空间碎片国际治理的短板。“你可能想象不到，当前空间活动的法律基石还是冷战时期达成的《外空条约》，距今已有近60年历史。”麦克道威尔坦言，当时全球真正具备独立航天能力的国家仅有美国和苏联。
“《外空条约》只有寥寥数页，根本没提空间碎片和空间交通管理问题。”克拉格表示，当前的国际空间治理法规已明显滞后于轨道空间发展现实，既没有规定一个轨道能容纳多少卫星，也没有确定空间轨道行为准则。
“即使一个空间物体在轨道上已经成为‘僵尸’很多年，其主权仍属于发射国。”欧洲清洁空间公司（ClearSpace）首席执行官吕克·皮盖向记者表示，“没有明确授权，外空物体是不能触碰的，即便在技术上，我们明天可以把它清理掉。”
目前，尚无专门针对空间碎片的硬性国际法律出台，只有一些软性的国际准则和指南出台。
“问题是这些指南和准则并无强制约束力，但有总比没有要好。”昌努辛表示，先从容易达成共识的技术指南着手，再逐步推动国内以及国际法规的达成，不失为一种可行路径。
共寻应对之道
国际电信联盟指出，空间碎片治理面临的主要挑战，包括迅速加剧的轨道拥塞、缺乏具有约束力的全球碎片管理规则、天文和无线电业务面临的风险上升、复杂的地球静止轨道/非地球静止轨道协调等。
“机制上，空间碎片治理的一大挑战就是缺乏协调，信息碎片化，数据缺乏共享，相互缺乏信任。”麦克道威尔表示，这种局面必须改变，亟须建立一个“空间交通协调中心”。
技术上，清理空间碎片同样面临不小挑战。“想象一下，你要在轨道上抓取一台洗衣机。它正以每分钟数转的速度翻滚，而你抓它时既不能用力过猛，又不能产生新的碎片，这就是技术难点所在。”皮盖特建议，“我们应该在设计卫星时就考虑如何才能让它体面地退役，如何避免产生新的碎片，并应着手清理轨道中已有的那些大块头、高风险物体。”
有意思的是，“当前空间碎片清理的许多创意都与捕鱼策略有异曲同工之妙。”贾赫说，有的选择网捕，有的选择叉取，有的选择钩挂。
商业上，目前，空间碎片清理技术基本上还处于实验验证和技术示范阶段，尚未形成大规模、低成本的商业化应用。
“现阶段，空间碎片清理成本太高，再加上缺乏监管强制约束，鲜有公司主动买单。”开运集团董事长亢瑞卿坦言，当务之急是补齐相关基础设施短板，加强空间碎片监测、空间态势感知和空间交通管理等领域的能力建设。
“谁产生的碎片，谁负责清理！大量新兴商业公司的出现将推动‘即时清理’的实现，为此我们要做好技术准备。”袁建平预测，未来，空间在轨服务将成为行业刚需。空间轨道上将出现“卫星4S店”，提供在轨维修、燃料加注及寿命延长等服务。
截至目前，全球已有上百家商业公司进军在轨服务市场，包括开运集团、星图测控、三垣航天、ClearSpace等。
“解决空间碎片问题，应摒弃当前的‘一次性卫星’模式，大力发展太空循环经济。”贾赫说，未来，太空将会出现“在轨回收站”，对退役卫星进行回收再利用。
记者手记丨在分歧中寻找“公地共识”
李林旭
太空是谁的？
它不属于任何人，同时也属于所有人。
当前，人类生活已与太空密不可分，从日常出行的定位导航，到覆盖全球的万物互联，都离不开空间轨道中的卫星。
截至目前，全球在轨活跃卫星数量已超14000颗，仅去年一年就发射了4000多颗卫星，还有众多巨型星座正在规划中。可能用不了多久，全球在轨活跃卫星的规模就能突破十万颗，甚至百万颗。
尽管人类向太空中发射的“卫星”越来越多，但在轨道环境中，既没有“红绿灯”，也没有“交警”，甚至连“交规”都没有，更没有“清洁工”去清理太空垃圾。
各种关键设施和岗位的缺失，让这一本该有序开发的全球“公地”，正沦为野蛮生长之地，暴露出越来越多的问题，包括空间碎片问题。
与频频刷屏的巨型星座部署计划形成鲜明反差的是，伴随人类探索太空产生的空间碎片问题却鲜有人讨论，但这并不意味着这一议题不重要，因为它关系着太空的可持续发展。
如果每个主体都想最大化利用空间轨道获益，却无人愿意主动承担清理空间碎片的公共成本，那么空间轨道环境的恶化将不可避免。
然而，在如何看待和应对空间碎片问题上，受访对象的立场和观点并不一致：
有人认为这一问题相当严重，有人认为这一问题言过其实；
有人建议强监管，有人支持弱监管；
有人赞成推动让国际机构承担更多职责，有人主张交给市场来解决；
……
尽管采访对象看待空间碎片问题的立场和观点有分歧，但也有不少共识，尤其是在加强各方协调和合作方面，意见高度一致。
他们普遍认为，没有任何一个人、任何一家企业、任何一个国家能独自解决空间碎片问题。唯有全世界的科学家、企业家、政策制定者等利益攸关方携起手来，方能寻得破局之道。
毕竟，太空是我们共同的家园。无论你是航天大国，还是航天新兴国家，不管你是坐拥百万颗卫星的商业公司巨头，还是刚刚涉足航天领域的初创企业，我们面对的都是同一个太空环境。
我们有一千条理由把太空环境搞好，没有一条理由把太空环境搞坏。
（受访单位供图）
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