一、轨道碎片数量急剧增加,安全风险攀升

1. 全球碎片激增事实

据印度空间态势评估报告(ISSAR),2024年全球进行了 261 次发射,部署卫星超过 2,500 颗,轨道中集合的物体愈发拥挤。其中,长征六号A火箭残骸破裂事件新增约 650 条碎片,导致轨道环境进一步恶化。

2. 潜在危害形成“曾不使用的轨道”威胁

NASA 强调,太空垃圾正在构成全球性威胁,可能引发“克斯勒综合症”(Kessler Syndrome),造成轨道不可用且航天任务受阻。同时, ESA 报告警告:如果不规范治理,失控碎片链可能导致未来数代人无法进入低地轨道运营与探索。

轨道安全


二、关键国家与机构积极动作,共筑轨道安全体系

1. India ISRO:主动规避碰撞,实现零事故

2024年,印度空间研究组织(ISRO)成功实施 10 次卫星避撞机动(CAM),彰显轨道安全运营能力。ISRO 同时支持建立空间交通管理(STM)系统以增强航天运营安全。

2. Astroscale 布局商业碎片清理产业

日本创企 Astroscale 积极推动商业化碎片回收服务。其 ADRAS-J 演示卫星已成功接近废弃火箭部件至 15 米内,刷新业界纪录,并获得英国 DSTL 和 Airbus 的数千万美元合作与订单支持。

3. DRUMS:日本川崎重工演示清理技术

DRUMS 卫星自 2021 年发射后,在接近轨道残骸的能力方面提供重要示范,是日本在轨服务与碎片清除技术探索的先锋项目 。


三、技术创新助力轨道可持续:监控与预警系统升级

1. Mitchell Terahertz 探测系统(DebriSense-THz)

MIT 团队研发基于太赫兹 ISAC 技术的 DebriSense,可实现对 5 THz 频段中小碎片的精准识别与分类,识别精度达 95–99%。

2. LeoLabs:雷达网络监控轨道动态

LeoLabs 构建多个雷达站跟踪低轨碎片轨迹,并取得 2024 年 H1 达 2900 万美元新合同与资助,用于扩充监测网络与提升服务能力。

3. ESA 的“Space Sustainability Rating”机制

麻省理工 Wood 教授提出 SSR 概念,通过打分和公开激励航天企业实现可持续在轨运作行为,指导规范化运营 。


四、回落地带诱发的风险与应对挑战

频繁重返:三大碎片每日落回地球

ESA 报告指出,2024 年共有超过 1,200 个完整物体重返大气层焚毁,带来气流污染、碎片坠落人类风险。其中平均每天至少 3 件大型残片坠地,令公共安全担忧攀升。

火星、其他星体影响不可忽视

NASA DART 撞击造成的天体碎片正在太空中分散,有些碎片或在数千年后撞击火星,甚至可能形成地球上的陨石雨。


五、未来路径:国际合作与制度创新并举

1. Charter倡议倡导“太空环境约定”价值观

退役宇航员 Chris Hadfield 与英国国王合作发起 Astra Carta 慈善宪章,倡导从“摇篮到坟墓”的卫星管理理念,将环境责任扩展至轨道空间。

2. 呼吁国际立法和协同标准

ESA 发起“Zero Debris Charter”,目标是到 2030 年根除碎片;学界呼吁设立 STM 国际标准和监管框架保障轨道空间共益 。


六、总结与展望:空间环境治理进入协同时代

空间碎片问题日益严峻,但也迫促国际合作迈向制度化与市场化。以 ISRO 的操作实践、Astroscale 的商业工具、DebriSense 等技术创新,以及慈善与政策倡议的推动,共同构筑“守护轨道资源”的多元生态。

未来,全球需整合 "技术监控 + 法规制度 + 商业责任 + 公民认知" 四大支柱,才能确保太空探索安全与可持续,并使轨道环境成为全人类共享的公共资源。