太空垃圾危機：星鏈衛星群如何威脅地球安全與環境

2024年，加拿大薩斯喀徹溫省的農民們遭遇了前所未有的困擾——SpaceX的太空垃圾碎片從天而降，散落在他們的農地上。當我協助這些農民處理這起事件時，深刻體會到阿波羅時代制定的國際太空法早已不合時宜，而這樣的狀況未來只會越來越常見。

以SpaceX星鏈計畫為首的巨型衛星群，自2019年首次發射60顆衛星以來，如今已陸續到達其短暫的服役壽命終點。這些低軌道衛星在退役後，多數會選擇墜入大氣層焚毀。雖然這種處理方式在經濟上看似合理——比起將衛星送入更高軌道的「墳場」，讓其墜落所需的燃料成本更低——但卻忽略了對環境造成的嚴重影響。

當衛星「焚毀」時，其金屬機體、殘留燃料、電子元件、天線和太陽能板並不會憑空消失，而是轉化為金屬蒸氣懸浮在大氣中。雖然每年僅有少數衛星墜落時影響不大，但星鏈計畫預計將部署42,000顆壽命僅5年的衛星，這意味著進入大氣層的金屬蒸氣（特別是高度活性的鋁和鋰）將超過自然墜落量的25倍以上。

如此大量的金屬蒸氣可能改變平流層化學組成，甚至導致臭氧層破損。事實上，截至2023年，已有10%的平流層氣溶膠含有來自火箭和衛星墜落的金屬成分。科學家才剛開始研究這種急遽增加的金屬蒸氣可能帶來的影響。

而那些未能完全焚毀的衛星碎片則會墜落地面。過去幾個月，波蘭、肯亞、北卡羅來納和阿爾及利亞都曾發現太空殘骸。科學家近期追蹤了一顆1970年代蘇聯金星探測器的墜落過程，並評估其對地面的威脅。這顆名為「宇宙482」的探測器最終墜入印度洋。

雖然目前僅發現一顆星鏈衛星的可辨識殘骸，但很可能已有更多碎片散落在偏遠的森林或山區。專家警告，未來十年內太空垃圾造成人員傷亡的風險高達10%，這還不包括數以萬計即將墜落的衛星。

解決方案何在？將無法操控的廢棄衛星留在軌道上並非選項，它們會以時速25,000公里的高速威脅其他衛星安全。一旦發生碰撞，產生的碎片將引發連鎖反應，最糟可能導致「凱斯勒症候群」——低軌道將因碎片雲而數十年甚至數百年無法使用。

星鏈衛星群的密度已創下歷史新高。2024年下半年，平均每兩分鐘就要執行一次碰撞規避操作，而此後SpaceX又發射了數百顆新衛星。雖然目前防撞系統運作良好，但一旦遭遇太陽風暴、系統遭駭或人為失誤，就可能引發災難性碰撞。

減少衛星數量不僅能降低碰撞風險，也能緩解衛星造成的光害問題。目前過多的衛星已嚴重影響天文觀測，包括對危險小行星的監測。我們必須思考如何在提供太空服務的同時，保護低軌道環境，為後代子孫留下可用的太空資源。

這是衛星工程師和營運商面臨的迫切挑戰：如何用更少、壽命更長的衛星提供服務？若無國際規範或業者自律，現行的低軌道開發模式將危及地球環境與人類探索太空的能力。