空间碎片数量激增，如何有效应对治理挑战

在电影《地心引力》的开篇，国际空间站因遭遇“碎片雨”而瞬间陷入危机。密集的碎片不仅将空间站结构破坏得支离破碎，还导致多位宇航员牺牲，让人们直观感受到太空碎片的威力与威胁。

其实，这类太空事故并非凭空想象。就在不久前，神舟二十号飞船因疑似与微小空间碎片碰撞而推迟返回，为了安全起见，三位航天员最终乘坐神舟二十一号安全归来。这一事件，再次让公众聚焦于空间碎片日益加深的危害。

“空间碎片”也叫做太空垃圾，指目前在轨运行却无法再发挥作用的人造物体或进入大气层的残片。如今轨道上的空间碎片究竟有多少？其碰撞几率到底多大？在治理过程中又遇到了哪些阻碍？带着这些问题，科技日报的记者展开了深入采访。

危害性逐步突显

两年前，加拿大的一位天文学家萨曼莎·劳勒收到一封邮件，说附近农田出现了疑似太空碎片。带着疑问，她向被业内称作“太空侦探”的美国天体物理专家乔纳森·麦克道威尔求证。

“轨迹吻合，时间和地点也搭得上，外形无误！”麦克道威尔给出肯定回复，这正是美国SpaceX公司龙飞船遗留的碎片。

后续调查证实了他的判断。很快，两名SpaceX工作人员悄然把碎片用卡车运走。

不仅加拿大，近年来美国、澳大利亚、波兰、印度等国也先后遭遇了空间碎片的降落。

太空碎片影响的，不仅是普通民众的生命和财产安全，对航空业的威胁也逐渐增大。

比如2023年1月16日，美国捷蓝航空一架客机在飞往波多黎各途中收到空管警告，称前方空域检测到因SpaceX星舰爆炸飘散的碎片区域。最终这次惊险状况有惊无险，但显然这更多靠的是运气。

仅2023年，SpaceX的星舰发射爆炸就出现了3次“碎片雨”，尤其在繁忙空域制造大量残片。3月某次事故影响约240架次飞机，28架被迫改道。

而对宇航员和在轨航天器来说，太空碎片带来的威胁更为直接。

“对航天器和航天员而言，太空碎片无疑是极其危险的威胁体。”西北工业大学教授、原863计划航天航空组组长袁建平指出，一旦碰撞发生，轻则设备损坏，重则威胁航天员安全。

在低地球轨道，碎片与航天器的相对速度可达10公里/秒，一颗黄豆大小的碎片，冲击能量就相当于榴弹爆炸。

2024年6月，一颗俄罗斯卫星突发解体，产生超过100块碎片。因这些碎片距离国际空间站过近，宇航员需紧急进入载人飞船避险达一小时。

数量激增成新隐忧

欧洲空间局（ESA）发布的数据显示，目前轨道上尺寸超10厘米的空间目标约5.4万个，其中有效载荷大约9300个；1厘米到10厘米的空间碎片有120万个；1毫米到1厘米的小碎片则高达1.4亿个。

ESA空间安全计划办公室主任霍尔格·克拉格介绍，空间碎片的增速令人担忧，如今可追踪的碎片有4.5万个，频繁为ESA的航天器躲避碎片操作带来压力。

国际电信联盟补充道，随着发射数量增加，碎片干扰现象呈现激增态势，会引起哪怕是新发射任务的异常并诱发更多碎片出现。

然而，能追踪到的碎片只是冰山一角。那些来源不明且微小的碎片，对航天安全同样构成重大挑战。

“看得见的碎片还有机会规避，而看不见的最让人防不胜防。”星图测控高级副总裁罗丹说，最具威胁力的往往是极其微小难以观测的舆情网碎片。

更大的担忧在于，碎片密度达到临界值后，会加速发生连锁级联碰撞，促使轨道带进入“碎片自生循环”。

“太空碎片激增，速度远超我们的预期。”泰国地理信息与空间技术研究中心主任西提蓬·昌努辛指出，目前虽然说不清临界点在哪，但如果各方不及时行动，严重碎片带迟早会成为现实。

碰撞风险持续上升

太空活动日趋频繁，碎片数量随之激增，轨道碰撞的风险也在不断攀升。

2025年全球太空发射再创新高，高达329次轨道发射尝试和4522颗卫星部署创造了新纪录。

麦克道威尔表示，10年前，全球活跃卫星只有1000余颗，如今数量已破万，再过十年也有望过百万。商业航天和巨型星座的快速扩张，让太空利用进入了全新阶段。

西北工业大学教授袁建平补充，虽说太空无边无际，但适合卫星运行的轨道极为有限且日渐拥挤。例如低轨卫星寿命一般5年左右，每年成千上万颗卫星退役需要数年在大气层中焚毁。卫星“搁置”在轨这一时期，让低轨环境面临更高的碰撞概率。

巨型星座的涌现，使本就紧张的近地轨道“避险容量”进一步逼近极限。

例如2025年，“星链”卫星仅一年间进行了约30万次避碰操作，较前一年增长50%之多。

罗丹指出，无论是总量还是增长速度都极为惊人。且如今大量卫星各自执行规避动作，若缺乏通报机制，可能反而带来更多风险。

2023年12月，中美各有一颗卫星在560公里轨道实现超近距离掠过，两者最短间隔仅200米。

麦克道威尔提醒，未来卫星数量若真的达到百万级，这些巨型星座如何确保自身和其他航天器安全，已成为不容回避的挑战。虽然SpaceX宣称技术完全可靠，但目前太空轨道状态依然存在不可控因素，一旦卫星发生碰撞，后果难以预料。

德克萨斯大学奥斯汀分校教授莫里巴·贾赫称，SpaceX提出的“百万星”计划过于激进。在轨道治理和监管尚未完善情况下，大规模部署百万卫星，对轨道环境显然是巨大负担。

规则建设尚待加强

2023年12月29日的安理会阿里亚模式会议上，中国代表指出，部分商业卫星星座无序扩张，缺乏监管，已带来严重安全隐患。最近，一颗“星链”卫星解体产生数百碎片，对缺乏控轨和空间感知能力的发展中国家航天器来说是一大风险。

这颗卫星在2025年12月17日于低于国际空间站的418公里轨道发生故障。SpaceX表示不会威胁国际空间站，但对中国空间站带来的潜在风险却未作说明，也未有美国官方评估说明。

国际观察员们批评认为，当前这样隐晦的信息披露方式，在日益拥挤的轨道环境下弊端明显。空间活动的全程透明，有助于国际行为准则的建立。

此案也暴露了国际空间碎片治理规则的不足。现行最基础的空间法规仍然是近60年前的《外空条约》，当时只有美苏两国掌握独立航天技术。

克拉格表示，《外空条约》篇幅有限，未涉及空间碎片治理和交通管理，现有国际规则明显无法满足现实发展，既未规定轨道容量，也未约束行为规范。

欧洲清洁空间公司首席执行官吕克·皮盖补充，即使某空间物体在轨已成“僵尸”，法律主权仍归发射国。没有发射国授权，外方无法擅自清理。

迄今，空间碎片尚没有专门的国际强制法律，只有部分指导性建议和指引。

“虽无强制力，但逐步推动指南转化为法规，进而达成共识，是现实可行的路径。”昌努辛建议。

合力破解僵局

国际电信联盟指出，空间碎片问题的难点在于：轨道拥堵迅速加重，全球协同和法律约束缺失，天文和无线电业务风险提升，轨道协调复杂化等因素。

麦克道威尔提出，痼疾之一是协调机制薄弱，信息碎片化严重而数据难以共享。国际社会应推动“空间交通协调中心”的创建。

技术方面，清理碎片同样充满挑战。“抓取轨道上的一台洗衣机，且需避免过大冲击产生更多碎片，难度极高。”皮盖认为，未来应在卫星设计阶段就提前规划好退役方案，降低后续污染，同时针对大块、高风险物体抓紧开展清理。

新兴碎片清理方案越来越多借鉴“捕鱼”思路。贾赫指出，有代表性的技术路线包括柔性网、鱼叉、机械臂抓取等。

总体来看，相关技术还处于试验和示范阶段，离商业化推广及成本降低仍有距离。

开运集团董事长亢瑞卿坦言，目前清理碎片成本太高，加上监管乏力，少有企业主动承担责任。基础设施、监测、太空环境感知和交通管理能力应亟需补齐。

“谁制造碎片，谁负责清理。”袁建平认为，随新型商业公司的涌现，“即时清理”成为可能，空间在轨服务将发展为刚需，“卫星4S店”模式将实现轨道补给、维修、加注甚至寿命延长等业务。

目前，全球已有上百家公司进入空间在轨服务赛道，国内外如开运集团、星图测控、三垣航天、ClearSpace等企业都已着手布局。

贾赫则认为，彻底解决碎片难题，需摒弃“用完即弃”思维，向太空循环经济转型。未来将在轨设立“回收站”，对退役卫星全面再利用。