“有升必有降”：垃圾卫星是迫在眉睫的危险

埃隆·马斯克的 SpaceX 及其竞争对手正在利用日益增多的卫星群，将可靠且速度相当快的卫星互联网服务变成现实。据报道，通过由 6,000 多颗 500 磅重的卫星组成的卫星群，SpaceX 的 Starlink 互联网服务已经为全球约 300 万用户提供宽带，其中一些用户位于传统互联网提供商服务不足的偏远地区。但是，当所有这些老化的卫星不再发挥作用时会发生什么呢？

环保倡导组织 PIRG 在新报告里警告称，现行的旧卫星退役方式缺乏有意义的规则和监管，即让它们在重新进入大气层时烧毁。他们表示，缺乏监管可能会导致影响地球的危险太空垃圾增多，尤其是在相互竞争的卫星互联网公司竞相建造和发射数以万计的新卫星进入轨道的情况下。PIRG 估计，如果 SpaceX 能够实现其预期的卫星星座目标，每天就会有 29 吨旧物质重新进入地球大气层。该组织估计，这大约相当于每小时一辆从太空返回的吉普切诺基的重量。截至目前，似乎没有人真正清楚这些燃烧垃圾的长期后果。

“鉴于拟建卫星数量庞大，火箭发射、太空垃圾和卫星重返大气层对大气、地球和气候的环境影响程度仍存在太多未知数，”PIRG 在其报告中写道。“鉴于拟建卫星巨型星座的规模，以及它们需要不断补充的一次性使用，我们不能因为认为它们是科幻小说而忽视航天工业对环境的危害。环境危害的科学现实正在迅速到来。”

低地球轨道卫星正在经历前所未有的增长

能够提供互联网服务的卫星可以追溯到 21 世纪初，但过去五年来，卫星数量激增，这主要归功于 SpaceX 在低地球轨道 (LEO) 的一系列发射。低地球轨道卫星的运行高度约为 1200 英里或更低，这比负责 GPS 等服务和较旧、速度极慢的互联网服务的地理空间卫星要低得多。这种卫星与地面的距离相对较近，覆盖范围广泛，因此非常适合无线互联网连接。国际空间站 (ISS) 也在低地球轨道运行。

SpaceX 目前在低地球轨道上拥有约 6,000 颗卫星，但计划在未来几年内将这一数字增加到 40,000 颗，以构建其星座。马斯克的企业并不是唯一一家这样做的企业。竞争对手，尤其是亚马逊的 Kuiper 计划和 OneWeb，正在斥资数十亿美元发射自己的星座。中国同样计划在同一空间区域发射至少 15,000 颗卫星。从理论上讲，这些更密集的卫星网络应该会带来更广泛的覆盖范围，这意味着为客户提供更快的互联网。它还大幅增加了向太空发射的最终需要返回的材料数量。

从今年开始，获得美国联邦通信委员会 (FCC) 颁发的低地球轨道运营许可的公司必须在五年后让其卫星脱离轨道。这表面上减少了天空中的杂波，但也可能增加重返大气层的次数。这也意味着卫星互联网公司可能会发射更多卫星来取代它们已经退役的卫星。

拥挤的卫星空间可能会增加碎片或环境破坏的风险

太空垃圾在到达地球表面之前并不总是会焚烧殆尽。就在去年，国际空间站丢弃的一块重约 0.7 公斤的托盘碎片重新进入地球大气层，猛烈撞击佛罗里达州那不勒斯的一所房屋。幸运的是，房主没有受伤。最近，北卡罗来纳州山顶的一家豪华露营团体还发现了一块 3 英尺、90 磅的碎片，据报道，它与 SpaceX 的 Dragon Crew-7 任务有关。这些“小鸡惊魂”的恐怖故事很少见，但 PIRG 和其他人担心，随着夜空中卫星总数的迅速增加，这些故事可能会变得更加常见。日益拥挤的近地轨道也增加了卫星与其他物体相撞的风险，从而产生危险的碎片。

SpaceX 尚未立即回应《大众科学》的评论请求。

炽热的卫星残骸并不是唯一令人担忧的。冰岛大学一位研究人员最近发表的一篇预印本论文指出，即使是正确执行的计划重返大气层，也可能产生一层金属“导电尘埃”，覆盖地球高层大气。研究人员认为，燃烧的卫星向大气中排放的高浓度铝（其他导电物质）可能导致“磁层扰动”，从理论上讲，这可能会让更多宇宙辐射到达地表。

另一方面，南加州大学的研究人员在《地球物理研究快报》上撰文估计，越来越多的卫星焚毁导致空气中氧化铝污染，可能会破坏地球的臭氧层。臭氧层减少会使更多的紫外线到达地球表面，从而导致人类免疫系统变弱，某些癌症的发病率上升。

PIRG 写道：“在没有确保这些新巨型卫星发射收益能够抵消其潜在后果的情况下，我们不应该急于发射如此规模的卫星，而应该考虑这些卫星是否能重新进入大气层燃烧或产生碎片。”

更严格的环境审查可能会使卫星再入更安全

PIRG 认为，这些卫星在退役后将如何处理，这种不确定性至少部分源于缺乏监管。负责批准美国卫星互联网项目的联邦通信委员会 (FCC) 已为卫星运营商提供了环境审查豁免。这种做法始于太空运营主要由 NASA 或其他政府机构执行的时期，在以利润和私有化为标志的太空时代仍然存在。批评人士认为，该领域缺乏全面的环境审查可能会导致发射阶段的污染和栖息地破坏，并可能继续导致重返大气层时的环境问题。政府问责局 (GOA) 2022 年的一份报告呼吁 FCC 取消该例外，但 FCC 尚未这样做。

PRIG 写道：“向低地球轨道发射 3 万至 50 万颗卫星甚至不需要进行环境评估，这违背常识。”

美国联邦通信委员会尚未立即回应《大众科学》的评论请求。

除了呼吁 PIRG 修改其环境审查规则外，该组织还呼吁 FCC 立即暂停所有新的低地球轨道卫星发射，并“三思而后行”批准新项目。PRIG 还主张对任何给定时间在轨道上部署的卫星总数设定上限。

但就像著名技术专家呼吁科技公司暂停生成式人工智能开发一样，新卫星的大幅放缓似乎不太可能在短期内出现。一些估计表明，到本世纪末，低地球轨道可能被多达 58,000 颗卫星填满。更多的卫星可能会提高卫星互联网服务的性能，这可能会吸引全球约 26 亿人，他们目前由于基础设施和成本限制而无法接入宽带。然而，随着卫星的普及，​​更强有​​力的环境保护措施和重返大气层程序的强制标准可能会有助于增强信心。