太空垃圾的新致命時代正在來臨，無人做好準備

5月9日，一個再普通不過的星期四下午，一封電子郵件像晴天霹靂般到來。郵件是一位記者發來的，他想採訪我這位天文學家，關於一位農民據說在為春季播種準備田地時，在他家薩斯喀徹溫省家門口一小時車程的地方，發現了太空垃圾。“是嗎，真的嗎？” 我一邊對自己說，一邊敲擊鍵盤迴復了“同意”。軌道碎片擊中地球上任何特定地點的機率已經很小了——所以對於像我這樣研究這個問題的人來說，它實際上發生在家門口的可能性簡直低得離譜，簡直難以置信。

快速瀏覽一下我的新聞推送，證明我錯了。其中一條頭條新聞就是關於太空垃圾撞擊事件，甚至還附上了一張照片，照片中農民巴里·索丘克站在一個看起來像半掛卡車燒焦、破損的引擎蓋旁邊，上面覆蓋著編織碳纖維和一些略微融化的鋁製突起物。我震驚得張大了嘴巴：這個物體看起來與2022年掉落在澳大利亞一片牧羊場的碎片完全一樣，美國航空航天公司SpaceX後來承認那是其“龍”飛船貨運艙的一部分。這個“貨運艙”實際上有一個小型穀倉那麼大，在飛船重返大氣層之前很久就在軌道上被拋棄，以便自然而混亂地自行重返大氣層，並理應完全燒燬。

為了證實我的預感，我立即給我的合作者喬納森·麥克道爾發了電子郵件，他是哈佛-史密森天體物理學中心的的一位天文學家，他維護著可能是最好的公開資料庫，記錄發射、再入和其他太空活動。麥克道爾在幾分鐘內回覆了，轉發了一張圖表，追蹤了SpaceX“龍”飛船貨運艙的路徑，該貨運艙由公理3號私人宇航員任務拋棄，並於2024年2月26日在加拿大草原上空再入大氣層。我的預感得到了證實。

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作為一名天文學家，我早就有充分的理由擔心SpaceX。自2019年以來，該公司一直在發射大量星鏈網際網路寬頻衛星；超過6000顆衛星已在軌道上執行，計劃最多發射42000顆。隨著星鏈的增長——以及其他衛星“巨型星座”的競爭計劃——我的望遠鏡資料和我廣闊的草原天空被明亮、清晰可見的衛星填滿，正如許多天文學家（包括我自己）曾警告的那樣。然而，除了這種破壞性的光汙染之外，新的研究表明，由於SpaceX主導的發射和再入大氣層次數的急劇增加，大氣汙染正在急劇上升——並可能產生災難性的全球影響。事實證明，衛星在地球高層大氣中昇華產生的氧化鋁，對於類似於20世紀著名地腐蝕了我們星球脆弱的、阻擋輻射的臭氧層中的巨大空洞的化學反應，是一種有效而持久的催化劑。

我們這些有幸能夠逃離城市光汙染的人，預設情況下是這種天空汙染的旁觀者；我們抬頭看，感到不知所措，然後移開目光。最近的情況是，該公司的活動讓我的鄰居們遭受了危險碎片的傾瀉，這不知何故讓我感覺更加切身相關。所以我決定採取行動，幫助追究SpaceX的責任。

我從聯絡我的記者那裡得到了索丘克的電話號碼，這位農民在我打電話時正在駕駛拖拉機忙著播種。他說，他對SpaceX被允許將其軌道垃圾傾倒在他的農場上感到非常惱火，並認為最好的回應是在新聞媒體上講述他的故事。但最初的反響很平淡；大多數記者並沒有優先跟進一位薩斯喀徹溫省農村農民說他發現了一塊太空垃圾的新聞。索丘克允許我將他的電話號碼轉告給好奇的人，但有一個條件：“我在開拖拉機時不會回覆簡訊！” 我開始集思廣益，列出我能想到的每一位太空法和軌道碎片專家，向他們尋求建議。

如果一位加拿大公民在其私人財產上發現潛在危險的太空垃圾，他們應該怎麼做？如何告訴以不回應記者提問而聞名的SpaceX，他們飛船的一塊碎片掉在了你的農場上？誰來清理它？

我發現，答案完全是匪夷所思的。

該找誰？

您可能會驚訝地發現，除了《外層空間條約》（OST）和《空間責任公約》之外，幾乎沒有什麼“太空法”可以解決這個問題，這兩項協議是在1960年代末和1970年代初的太空競賽時代，許多國家之間簽署的——當時只有民族國家有能力將火箭發射到軌道。這些條約規定，締約國政府對其各自國家發射到軌道上的任何物體造成的任何損害或死亡承擔絕對責任。換句話說，每當SpaceX發射火箭時，美國政府都要對其在其他國家造成的任何損害負責。

到目前為止，這些條約只被充分檢驗過一次。1978年，一顆搭載核反應堆的蘇聯衛星墜毀在加拿大北部，放射性廢物散落在佛羅里達州大小的土地上，而土著人民數千年來一直依賴這片土地。蘇聯為隨後草率的清理工作向加拿大支付了一小筆象徵性的賠償，但那場災難的影響至今仍然存在。另一個開創先例的案例——最近佛羅里達州一家人的房屋被美國宇航局來源的太空碎片擊中，由此產生的損害索賠——目前正在展開。

然而，索丘克的案例與這些案例截然不同，一家美國私營公司製造的航天器碎片落在了加拿大的私人財產上，而且似乎沒有造成損害。我的第一個想法是從加拿大航天局尋求關於追究SpaceX責任的指導，但我在那裡的聯絡人告訴我直接給該公司發電子郵件。鑑於幾乎每一篇關於SpaceX的新聞文章都提到該公司對評論請求不予理睬，我決定嘗試其他方法。

首先，我聯絡了各種太空法專家，期望有人會根據《外層空間條約》回覆一份索丘克應該做的詳細清單。相反，其中一位專家問道：“你認為他會以5000美元的價格出售它嗎？” 在我笑完之後，我意識到這位太空法專家說得有道理：這可能是一個絕佳的機會，為獨立科學家提供了一個難得的機會來研究貨運艙的成分，並更多地瞭解那些不願公開透明的SpaceX和其他公司不斷向地球高層大氣排放的汙染物。至少，我當時是這麼想的；任何形式的“獨立研究”計劃實際上都是國際法禁止的，因為儘管貨運艙掉落在加拿大的私人財產上，但根據《外層空間條約》，它需要歸還給原籍國。

無論如何，在SpaceX代表於五月中旬致電索丘克安排取回該公司太空垃圾的計劃之後，這一點已變得毫無意義。索丘克後來告訴我，他首先要求對方提供證明，證明對方來自SpaceX。然後，在他所做的最典型的加拿大人事情中，索丘克要求他們捐款給附近伊圖納鎮正在建設中的溜冰場作為補償。SpaceX的代表回覆說，願意提供數千美元，並以友好的法律術語同意了這些條款；索丘克需要向他們傳送一份正式發票，“用於收集和儲存等待回收的碎片”。事情就這樣解決了。起初我很高興：一家由世界上最富有的人擁有的公司可能應該向那些被他們傾倒潛在致命垃圾的人們提供賠償。但當我後來得知，SpaceX透過主動聯絡索丘克，繞過了現行太空法規定的正式程式時，我感到不安。

根據《外層空間條約》和《空間責任公約》，本應發生的情況是：在發現SpaceX的太空垃圾後，索丘克應該以某種方式聯絡加拿大全球事務部，該部門應該聯絡美國國務院，美國國務院應該聯絡SpaceX，與加拿大政府協調安排取回該公司的財產。但似乎SpaceX在透過早期媒體報道瞭解到情況後，單方面聯絡了索丘克。

稍作思考就會發現這開創了一個令人不安的先例。顯然，如果一位加拿大人過於接近被一傢俬營公司的危險太空垃圾擊中，他們應該做的就是等待該公司找到他們，然後溫順地交出可能殺死他們的垃圾碎片。我給我的國會議員打了電話，但他從未回覆我的詢問，加拿大航天局後來發表宣告說，應該通知當地執法部門——這意味著小城鎮的皇家騎警官員接受過處理潛在危險太空碎片的培訓。（劇透警告：他們沒有。）我甚至試圖撥打“薩斯喀徹溫省舉報偷獵者和汙染者熱線”，看看是否可以處以亂扔垃圾的罰款，但無濟於事；畢竟，沒有造成任何損害，而且為什麼薩斯喀徹溫省的農村市政當局要不遺餘力地在加拿大小額索賠法庭上與SpaceX對簿公堂呢？

如果確實造成了損害，美國政府將根據《外層空間條約》有義務賠償加拿大政府。但由於SpaceX是一傢俬營公司，而且沒有發生損害，因此任何賠償都是自願的。

在墜落的天空下

當SpaceX和索丘克達成協議時，我正在多倫多參加一個科學會議（具有諷刺意味的是，我正在做一個關於軌道衛星擴散的特邀演講），但在該公司出現將其帶走之前，我想親眼看看“龍”飛船貨運艙。在索丘克的邀請下，在我回到家後的第二天，我驅車一小時前往他的農場，穿過五月中旬薩斯喀徹溫省霓虹綠色的草原，去拜訪他和他的妻子，他們在整潔的農家庭院裡，周圍環繞著巨大的銀色糧倉。索丘克是一位60多歲的終身農民，他非常熱愛他的工作，以至於他顯然甚至還沒有開始考慮退休。太空垃圾碎片（到這時他們已經找到了兩塊）被安置在他乾淨整潔的裝置棚裡。儘管我已經知道它們的大小和重量，但我沒有預料到它們在實物中會如此之大。

到這時，麥克道爾和其他人已經重建了這些碎片是如何到達那裡的。在2月9日被拋棄後，貨運艙在衰減的軌道上度過了兩個多星期。2月26日凌晨，它到達約50英里的高度，開始燃燒，因為它以每小時約17000英里的速度犁過越來越稠密的空氣。任何在卡爾加里附近並在正確時刻抬頭看的人，都可能短暫地看到一顆非常明亮、雜亂的流星，因為沉重的圓柱體融化並破碎成碎片。貨運艙的編織碳纖維外層在墜落時鼓脹和散開，很可能起到了隔熱和減速作用，使墜落的碎片如此突然地減速，以至於來自大氣層的摩擦未能像SpaceX工程師計劃的那樣將其摧毀。

在高空解體的物體通常會留下綿延數百英里的碎片軌跡；索丘克裝置棚裡的大塊碎片證明，這次事件無疑產生了許多較小的碎片，但尚未被發現。人們將在未來幾年，甚至幾十年內找到更多的碎片。

就在索丘克和他的鄰居們等待SpaceX清理垃圾時，更多的可回收碎片出現了，但形式是5月21日在其他地方再入大氣層的另一艘“龍”飛船貨運艙的碎片。碎片在北卡羅來納州被發現，其中包括一塊據稱從某人的房子上彈開的碎片。根據麥克道爾權威的、不斷增長的統計，幾乎每一個“龍”飛船貨運艙在海洋、茂密叢林或沙漠以外的任何地方再入大氣層時，都在地面上產生了大量碎片。這些“完全可銷燬”的航天器部件根本不是這麼回事，其影響令人恐懼。

例如，SpaceX的星鏈巨型星座計劃是，每顆福特F150大小的衛星將執行五年，然後在地球大氣層中脫軌燃燒，為發射新的替代品掃清道路。SpaceX已獲得美國聯邦通訊委員會（是的，不知何故，這是FCC的監管管轄範圍）的臨時許可，可以發射和運營42000顆星鏈衛星。假設每顆衛星都進入軌道並持續五年，平均而言，SpaceX每小時將燃燒掉近一顆衛星。如果像“龍”飛船貨運艙一樣，有些衛星可能會在未能完全燃燒後，將大塊碎片散落在地球上，那麼人員傷亡的前景就不能輕易忽視。即使所有星鏈都按計劃完全燃燒，僅這個巨型星座專案對我們星球的大氣層和氣候的長期影響也可能是嚴重的——而星鏈只是眾多專案中的第一個。

我們根本不可能在軌道上擁有數萬顆衛星而沒有後果；現在是停止假裝沒事的時候了。

甜甜圈很多，但答案很少

當SpaceX最終通知索丘克回收團隊計劃於6月11日抵達時，索丘克給我打了個電話；他說，他很樂意接待我和幾位媒體成員觀看回收過程，“以保持SpaceX的誠實”。我自然而然地將他的邀請轉達給了為他們的報道採訪過我的一些當地和國家記者，其中幾位欣然接受了。一場太空垃圾媒體馬戲團的舞臺在薩斯喀徹溫省農村中部搭建了起來。

當命運之日到來時，我駛入索丘克的農家庭院，將車停在加拿大廣播公司新聞攝製組的後面。我帶來幾盒甜甜圈，送給聚集在裝置棚周圍的一群農民、家人和記者，我們都興奮地猜測，在我們剛剛艱難駛過的泥濘土路邊看到的一輛U-Haul卡車是不是SpaceX團隊的。到那時，太空垃圾的收穫量已經增加到五塊非常大的碎片——索丘克最初發現的兩塊，加上他的兩個兒子分別在他們的土地上找到的一塊，最後從一位鄰居那裡得到了一塊非常可怕的矛狀碎片，大約九英尺高，重80磅。裝置棚裡總共有大約250磅的太空碎片。

交接過程既突然又尷尬。可疑的U-Haul車到了，然後兩個看起來非常緊張的年輕人走了出來，有些羞澀地走向等候的人群。我真誠地希望他們能健談，但他們說得很少，甚至在周圍一群扛著攝像機和麥克風的記者要求出示身份證明之前，都沒有承認他們是SpaceX的工程師。除此之外，這兩個人大部分時間都保持沉默，避免眼神交流，並且在面對記者們如潮水般湧來的問題時，只露出緊閉嘴唇的微笑。他們戴上手套，一塊一塊地將碎片裝進卡車。

當他們完成裝載後，我看到了一個可能的突破口，走上前去笨拙地向他們提供甜甜圈——他們同樣笨拙地、默默地拒絕了。此時，很明顯，SpaceX的員工寧願在地球上的任何地方，也不願在那裡，並且顯然正試圖躲進索丘克旁邊的一個房間，以便在遠離記者的地方完成交接。我迅速丟擲我最後的幾個問題，希望能得到一些回應。“這些貨運艙有多重？你們知道，這個資訊不是公開的！” 除了兩個勉強的微笑，沒有其他回答。我又試了一次，對著他們離開人群的背影說話。我想知道，他們是否擔心將貨物運過邊境？“畢竟，”我補充道，“美國政府將航天器部件歸類為軍需品。” 其中一人緊張地瞥了一眼U-Haul車，但在消失在旁邊的房間與索丘克關門交談之前，什麼也沒說。

好吧，我盡力了。

在隨後平靜的私人聊天之後，兩人跳回U-Haul車，開車離開了，聚集的媒體也逐漸收拾東西離開了，有些人還帶走了甜甜圈。

別抬頭

人們可能會認為，這個仍在展開的宏大故事的這一章現在已經結束了。但我不太確定。回想起當天發生的事情，我不確定所發生的事情是否百分之百合法。我仍然不確定如果加拿大人在其財產上發現美國太空垃圾，他們應該怎麼做。就此而言，我也不確定美國人應該怎麼做。

在隨後的幾天裡，我發現自己盯著我製作的一張地圖，地圖上標出了沿著貨運艙預計地面軌跡約30英里處發現的幾塊碎片的位置，想著所有其他可能尚未被發現的墜落碎片，它們散落在人口稀疏的草原農田中——以及對於普通民眾應該如何處理這些碎片，令人惱火的不確定性。我想起了工作安全諺語，對於每一次死亡，都有多次險些發生的事故；如果你在險些發生事故後未能糾正問題，就會發生死亡。薩斯喀徹溫省農村的這次太空垃圾撞擊事件是一次險些發生的事故，但似乎沒有人太擔心糾正它。如果這些碎片掉落在里賈納市、紐約市或一架空中客運飛機上，很容易造成數十人死亡或重傷。

值得讚揚的是，SpaceX現在正在與美國宇航局合作研究減輕“龍”飛船貨運艙碎片造成的問題的方法。在乘員艙脫軌燃燒之後，而不是之前拋棄貨運艙，可能會使貨運艙隨後的不受控再入大氣層能夠更好地針對地球的偏遠地區。即便如此，更多的太空垃圾將在未來幾個月和幾年內落到我們頭上，這在數學上是確定無疑的。截至撰寫本文時，軌道上共有10057顆現役衛星；其中超過一半是SpaceX的星鏈飛船。有數萬塊大到可以追蹤的太空碎片，以及數量級更多的太小而無法被我們目前的監測系統看到的碎片。大多數這些物質，包括衛星和碎片，都在近地軌道上，如果沒有人為干預，最終將在數年、數十年或數百年內在地球大氣層中燃燒殆盡，具體取決於高度。我們只能寄希望於危險碎片不會到達地面，所有那些蒸發掉的航空級金屬不會進一步侵蝕我們星球的保護性臭氧層，天空不會塌下來。

希望是不夠的。SpaceX和其他公司，以及各國政府，正在產生可能很容易導致人員死亡的太空碎片。各國需要執行已經存在的規則，並且需要更新法規，以應對目前正在發生的前所未有的發射和再入大氣層次數。

在我家附近墜落的數百磅太空碎片是一個明確的警告。為了避免災難，世界各國必須聽取警告，並趕上當今軌道商業化的現實，以免為時已晚。

這是一篇觀點和分析文章，作者或作者表達的觀點不一定代表《大眾科學》的觀點。