1.外形酷似科幻電影裡“宇宙魔方”的衛星“清除殘骸”（RemoveDebris）有著特別的用途：它可以收集太空中漂浮的垃圾碎片，並將其燒燬在地球大氣層裡。該衛星搭載3D攝像機，可以對空間中的漂浮垃圾及微型衛星進行定位，還可以對漂浮物的速度進行測定。在收集漂浮垃圾時，衛星會釋放出內建的一張網，對目標進行捕獲。2.從歐洲太空控制中心合成製作的圖片中可以看到，近地軌道、地球靜止軌道及其之間可追蹤的物體多得驚人。3.2021年，俄羅斯的一家新興企業StartRocket推出了名為“碎片泡沫捕手”的新專案。公司設計的小圓柱狀泡沫衛星會展開有粘性的觸手來捕獲碎屑，再將它們帶入大氣層中燃燒。

太空垃圾數量一直在快速增長：據美國航空航天局（NASA）報告，截至2019年10月，該機構已追蹤到超過2.2萬個繞地飛行物體（其中2000個是執行中的人造衛星）。這些已追蹤物體的軌跡已知，碰撞機率可被清楚估算。然而，NASA估計難以觀測到的漂浮碎片超過100萬個，算上小於1釐米的微型垃圾則遠超1億個！

太空垃圾成“達摩克里斯之劍”

雖然美國、俄羅斯等已在監控大於10釐米的太空垃圾，但對於10釐米以下的太空垃圾，現有監視系統完全處於力不從心的狀態。

此外，據日本天空完美日星公司統計，截至2020年，10釐米以上的太空垃圾約3.4萬個，1—10釐米的約90萬個，0.1—1釐米的約1.3億個。幾毫米大小的太空垃圾的威力就相當於被100公里時速的保齡球撞擊，1釐米太空垃圾的威力則相當於轎車以70—80公里的時速相撞。

更令人憂心的是，這些碎片之間還會相互撞擊，由此產生更多碎片，正所謂被稱為“凱斯勒現象”的惡性迴圈：如不加干預，環繞地球軌道會被大量太空垃圾佔據，來自細小碎片的輕微碰撞都足以造成大事故，人類將無法安全地發射新航天器。

荷蘭藝術家丹·羅斯加德還給出一個非常悲觀的預測：有一天地球將深陷碎片星雲的牢籠中。這種極端前景也更需要人類對這個問題更加敏感。

在再渺小的它面前，空間站也無比柔弱

2009年，NASA就釋出了一項研究結論，為了遏制太空碎片的增長，每年必須清除5—10個最大碎片——從冰箱到城市公交車大小不等的報廢衛星。

事實上，國際空間站的“抵抗力”僅限於10毫米以內的碎片，它設有碎片防護罩來阻擋小於1.5毫米的碎片，地面控制系統負責跟蹤更大碎片（3毫米以上），並在必要時使用推進器來實施緊急變軌避免事故。習慣成自然，國際空間站每年都要躲2—3次來自太空無序碎片的攻擊。

NASA於2017年12月開始安裝在國際空間站外部的太空碎片感應器（Space Debris Sensor）負責開展微碎片監測活動（0.05—0.5毫米），提供相關物質資訊——尺寸、密度、速度、軌道等，並確定撞擊物是來自太空還是屬於人為產生的太空碎片。

該感應器專案主要研究人員約瑟夫·漢密爾頓表示：“即便0.3毫米這麼小的碎片也能損壞暴露在外的熱保護系統、宇航服、舷窗和未遮蔽的敏感裝置……在空間站上，它可能會在宇航員路徑中的把手上留下鋒利的邊緣，從而導致宇航服損壞。”

目前，歐洲科學家應對太空垃圾主要有兩種策略：一是監控大型垃圾以避免碰撞;二是用技術手段清理較小的太空碎片。

大公司使局面更混亂？

雖然商業公司加強了清除太空垃圾的創新能力，但另一方面，它們也完全有可能增加太空任務的風險。例如，2019年歐洲航天局的“風神”與美國的“星鏈”就曾出現相撞險情，歐洲航天局不得不對“風神”手動變軌，避免發生“交通事故”，進而產生更大量太空垃圾。

事實上，“星鏈”（Starlink）衛星為馬斯克衛星網際網路計劃中的重要一環。馬斯克曾詳細介紹道，只要部署的星鏈衛星數量達到800顆，就可以為全球大部分地區初步提供網路服務。2021年1月，又有143枚衛星搭乘SpaceX獵鷹火箭發射升空，進入預定軌道。星鏈已有近900顆衛星，這數量已經超過了歐洲發射的所有衛星！

另外，亞馬遜公司也挖來了SpaceX的幾位前高管，如法炮製了“星鏈計劃復刻版”：它於2019年就表示計劃將在3個不同近地軌道上部署3236顆衛星。

隨著這些財大氣粗的公司加入太空俱樂部，太空中衛星數量必然會經歷爆發性的增長，給太空交通、太空垃圾清掃造成更大壓力：譬如，剛剛提到的“風神”險與“星鏈”衛星相撞事故是如何產生的？歐洲航天局太空垃圾清理計劃負責人路易莎·依諾桑提解釋道，一般說來，不同航天局管理各自執行中的衛星時，會與其他航天局相關負責人聯絡協調。不過，SpaceX是私人運營商，而歐洲航天局工程師聯絡其時，只是在網際網路上搜索了該公司的聯絡方式並向其傳送了一條訊息（無人回覆）。因此，歐洲航天局決定單方面採取避讓計劃。這意味著，各國航天局需要和太空市場的新商業運營商進行更充分的溝通。

潘多拉的盒子被開啟？

依諾桑提稱，按規定，衛星必須在“25歲”前被處理，但實際上只有20%的衛星被有效回收：衛星價值很高，其運營商經常會“榨取”其價值到最後一刻。不過後果就是，一旦出故障，它就成了能在太空逗留長達200年的垃圾。近地軌道的失效衛星會在重力作用下慢慢下降，重新進入大氣層。依諾桑提認為，SpaceX選擇在近地軌道鋪設衛星也是考慮到這一點，但她擔憂，SpaceX今後是否會選擇更高、更難回收衛星的軌道？

在這個問題上，法國國家太空研究中心的皮埃爾·歐瑪利做了更詳細的說明：在早期，SpaceX要求使用的是更高的軌道。但是，由於它提交的授權申請涉及多達12000個衛星，美國監管機構使其將預設高度降低到500公里左右。歐瑪利還特別提到，這些物體在夜晚的開始和結束時用肉眼清晰可見，對進行觀測活動的天文學家施加了光汙染的障礙！

事實上，高度為36000公里的地球靜止軌道十分擁擠：科學家還專門為此規劃了“衛星公墓”軌道——“壽終正寢”的衛星必須再升高或下降200公里，為的是給這一重要軌道騰出更多地兒。目前，70%的太空垃圾清理也是在這一軌道執行的。

各國清理垃圾花樣百出

在清理太空垃圾方面，各國已經進行過不同的嘗試。2012年，瑞士科學家設計飛行器在環繞飛行時收集垃圾，並在返程時帶垃圾墜入大氣層。2016年，日本設計方案藉助金屬導索吸附太空垃圾並向其放電，讓其減速脫離軌道，再墜入大氣層。

2018年，歐洲航天局還曾測試“太空魚網+魚叉”的“清除殘骸”（RemoveDEBRIS）方案：先用“魚叉”擊碎太空垃圾，再透過錐形“魚網”將垃圾包裹、帶入大氣層焚燬。該任務由英國薩里大學的一家衍生企業薩里衛星公司（SSTL）和控股的空客等公司合作。在由薩里大學太空中心牽頭、歐盟第七框架計劃提供部分資金支援的情況下，致力於“清除殘骸”方案衛星開發的成員包括空客、阿麗亞娜公司，以及來自法國、荷蘭、瑞士、南非的多家研究機構。空客相關專案負責人因戈·樂塔稱，“我們花了6年時間設計拋物線飛行，在特殊垂直落塔和熱真空室中進行測試。”

其他航天機構正在探索使用地面鐳射燒蝕廢棄的衛星和其它碎片的前沿技術，使這些物體減速並重新進入大氣層。此外，2020年，日本天空完美日星公司還宣佈將涉足 “太空垃圾”清除業務，計劃在2026年實現商業化。該公司將與多家日本高校和日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）合作，開發透過向太空垃圾發射鐳射使其在大氣層中燒盡的衛星。

具體來說，該公司將開發的“太空垃圾清除衛星”會向太空垃圾發射脈衝式鐳射，照射一次所產生的推力大致可讓一枚硬幣懸浮起來，透過長時間地反覆照射來改變太空垃圾軌道，使其掉入大氣層。

天空完美日星公司還指出了鐳射推進技術相比機械臂抓捕技術的優越性：比起物理接觸方式，鐳射可在保持一定距離時使用，碰撞的風險低。另外，這種方法不需要額外配置搬運太空垃圾的燃料，這部分成本也可以節省。

2021年，俄羅斯的一家新興企業StartRocket推出了名為“碎片泡沫捕手”的新專案。該公司創始人弗拉德·西特尼科夫解釋道，公司設計的小圓柱狀泡沫衛星會展開有粘性的觸手來捕獲碎屑，再將它們帶入大氣層中燃燒。2022年，該收集衛星將被送入繞地軌道，以觀察其材質在太空環境中的表現，首次正式測試應在2023年啟動。

“清潔太空1號”抓取“織女星二級有效載荷介面卡”（Vespa）的工作流程圖

歐洲搶先開啟大型官方專案，瞅準太空新商機

2020年12月1日，歐洲航天局與名為“清潔太空”（Clearspace）的瑞士公司簽署了總額8600萬歐元的合同，由後者製造處理太空垃圾的“清潔太空1號”航空器。

事實上，重達500公斤的“清潔太空1號”將成為全球首個處理太空垃圾的航天器，預計將於2025年搭乘Vega-C火箭發射。它配備了相機、鐳射雷達及鉸接式觸角，為的是抓取112公斤、位於繞地軌道上的“織女星二級有效載荷介面卡”（Vespa）。捕獲目標後，“清潔太空1號”將把有效載荷拖入破壞性軌道在大氣層中燃燒。

英國廣播公司2020年5月報道，有分析指出，太空碎片監控和追蹤市場到2035年將達到1億英鎊規模，而歐洲顯然在這一領域頗有前瞻性：歐洲航天局已率先瞅準了太空垃圾清理行業的商機，並放話要透過“清潔太空”專案，建立一個“由歐洲工業界主導的新商業部門”。換句話說，歐洲航天局要在“商業化太空垃圾處理”的全新領域佔據先機。英國太空署也在2020年宣佈撥款100萬英鎊，鼓勵科技企業參與太空垃圾追蹤技術創新。

早在2019年11月，歐洲航天局局長喬·沃納就宣佈歐空局獲得了高達144億歐元的預算。除了資助與美國宇航局合作執行火星表面取樣、感測引力波的衛星、登月鑽探水源等令人矚目的專案外，這筆預算也將被用於太空碎片處理研究。

不過，成本高、難度大都是清理太空垃圾面臨的實際難點。歐盟背景的“清潔太空”公司也表示，在完成“清潔太空1號”之後，它的後續目標是一次捕獲多個垃圾，以便削減成本。另外，專案負責人還一度表示，他們面臨的挑戰是成像系統，即在抓取物體之前快速呈現物體外部特徵。

值得一提的是，美國諾斯羅普·格魯曼公司還提供了一個新思路：將航空器送入地球靜止軌道，透過給“瀕臨死亡”的衛星安裝新的發動機和燃料為後者“續命”。上文提到的日本天空完美日星公司將客戶指向了準備構建衛星網的企業：透過清除廢棄衛星，他們可以更好地保障客戶衛星網免受干擾。不僅如此，各國航天部門也被視為潛在客戶。鋪設“星鏈”衛星的公司很可能都是太空垃圾清理的主要客戶群：星鏈意味著在同一軌道上移動的數千顆衛星，在這個複雜的系統中，捉摸不定的太空垃圾顯然會威脅到整個星鏈，垃圾清理也變得至關重要。