美國聯邦通訊委員會終於開始認真對待太空垃圾

美國聯邦通訊委員會一項新的潛在規則將為報廢衛星設定五年期限,要求其從太空移除

自從 65 年前太空時代開始以來,廢棄的火箭殘骸、報廢的衛星和其他軌道漂浮物穩步地積累在地球周圍,在那裡,它們可能對宇航員和無人航天器構成嚴重危險。如今,隨著數千顆衛星在軌執行,未來幾年還將發射數萬顆衛星,“太空垃圾”問題已變得如此嚴峻,甚至成為英國新國王查爾斯三世的談論話題。查爾斯王子在 6 月於倫敦舉行的太空可持續發展峰會上呼籲採取緊急行動,防止軌道災難。“我一直認為,保護我們星球周圍的太空是少數人認為重要的問題之一,”他說。“但是……如果我們不迅速解決這個問題,它將以巨大的方式反過來困擾我們。”

然而,爭取足夠的國際支援來解決這個問題一直很困難,部分原因是航天國家的國內監管機構對太空中衛星數量的快速增長反應遲緩。然而,上週的一項重大進展可能預示著局勢的轉變:美國聯邦通訊委員會 (FCC) 宣佈了預計將出臺的幾項旨在減少太空垃圾的新規則中的第一項。雖然目前這只是一個小小的進步,但許多專家希望這可能是人類最終整理太空垃圾混亂局面的開始。“這絕對是邁出的良好第一步,”華盛頓特區衛星工業協會高階政策主管特蕾絲·瓊斯說。“他們正在認真對待這個問題。”

9 月 8 日,FCC 宣佈了新的提案,要求運營商在衛星軌道任務結束後五年內將其從軌道上移除。目前,此期限設定為 25 年,但許多人認為,這一時限不足以解決問題,並且不必要地增加了產生碎片碰撞的風險,從而進一步加劇了太空垃圾的威脅。這不是遙遠的科幻場景——一次重大的破壞性碰撞和多次令人恐懼的險些相撞事件已經發生。早在 2009 年,一顆仍在執行的銥星通訊衛星與早已報廢的俄羅斯宇宙 2251 衛星之間的撞擊就產生了近 2000 塊太空垃圾,其中大部分至今仍在地球軌道上執行。縮短報廢衛星在軌停留時間應能降低未來碰撞的機率。


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“普遍的共識是 25 年太長了,”安全世界基金會的布賴恩·韋登說。但是,“對於新的標準應該是什麼,還沒有達成共識。”

由於難以達成全球協議,FCC 現在已自行採取行動。在其命令草案中,該機構的“五年規則”將要求在美國獲得許可的衛星——或在其他地方獲得許可但尋求進入美國市場的衛星——在任務結束後五年內,必須將其從高達地球上方 2000 公里的軌道上脫離軌道。為此,可以選擇使用推進器將衛星向下推,或者依靠地球大氣層在低軌道產生的自然阻力。(FCC 不規定應如何實現脫軌。)“我們必須解決太空垃圾問題,”FCC 主席傑西卡·羅森沃塞爾在 9 月 9 日由副總統卡瑪拉·哈里斯主持的國家太空委員會會議上說。“二十五年太長了。”

預計羅森沃塞爾和 FCC 的其他三位委員將在 9 月 29 日的投票中批准該提案。“我假設它會透過,”瓊斯說,儘管可能會有一些小的修改,例如為軌道上意外失效導致衛星擱淺的情況做出調整。如果該規則獲得透過,它將在兩年後生效,要求運營商屆時遵守五年規則。目前尚不清楚不遵守規定的處罰是什麼。美國衛星公司銥星通訊的衛星運營和地面開發副總裁沃爾特·埃弗雷茨對該提案表示歡迎。“當我看到它時,我欣喜若狂,”他說。“多年來,我們一直是縮短 [軌道壽命] 的倡導者。”

預計這將是 FCC 關於太空碎片的多項命令草案中的第一項,其他草案可能涉及軌道碰撞事件中的責任和經濟賠償問題,或者要求特定高度以上的衛星配備推進器,以在必要時避免碰撞。預計該機構的此類命令草案不會解決衛星造成的光汙染問題,而光汙染問題一直是天文學家特別關注的問題

雖然這些規則主要以美國為中心,但預計其他國家也會效仿。事實上,一些實體甚至提出了更嚴格的法規,例如歐洲航天局的“淨零”碎片方法,即在軌道上不留下任何垃圾。“我們希望這種勢頭能夠持續下去,並 [希望] 看到其他國家也出臺類似的法規,”日本太空垃圾清除公司 Astroscale 的首席技術官邁克·林賽說。

FCC 的行動部分是受到近期衛星數量快速增長的推動,其中大部分來自所謂的巨型星座,例如 SpaceX 的星鏈。該太空網際網路星座於 2019 年開始發射,目前已超過 3000 顆衛星——佔在軌執行的所有活躍衛星的一半——並計劃在未來幾年膨脹到 12000 顆以上。英國公司 OneWeb 也發射了 400 多顆衛星,而亞馬遜計劃透過發射 3000 多顆衛星的柯伊伯專案星座來與星鏈競爭。在美國,FCC 負責為這些衛星頒發許可證或允許其進入美國市場,例如 OneWeb 的情況。而且它過去曾因在未解決碎片風險的情況下批准數千顆衛星而受到批評。“以前,衛星運營商可以將廢棄的、不受控制的物體遺留一代人的時間,”林賽說,“這是一種非常糟糕的環境管理方式,而且是將問題推遲到未來。”

五年規則是為了至少部分解決衛星數量增加的問題,確保報廢衛星不會留在地球軌道上造成混亂。但並非所有人都相信其有效性。“我有一些保留意見,”英國南安普頓大學的太空碎片專家休·劉易斯說。他的模型顯示,與 25 年規則相比,五年規則僅能將軌道太空垃圾總量提高 3% 到 4%。在沒有“脫軌”規則的情況下,該模型表明,在未來兩個世紀中,可能會發生約 133 次碰撞。25 年規則將碰撞次數減少到 55 次,但五年規則僅將碰撞次數降至 43 次。美國宇航局 2019 年的分析顯示,200 年後僅提高了 11%。“這在 FCC 的提案中被駁回了,”劉易斯說,他指出,將脫軌時間縮短到幾乎為零會更有效。這樣做將要求衛星在任務結束後直接返回大氣層。“沒有證據支援 [改為五年] 的改變,”劉易斯說。“這只是基於人們一直在說的話。”

許多衛星公司透過 太空安全聯盟 等組織,已經制定了自己的自願性指南,在五年或更短的時間內移除衛星,這意味著 FCC 的規則變更不太可能給美國大多數衛星運營商帶來太多負擔。9 月 8 日,美國航空航天學會 釋出了指南,該指南是與 SpaceX、OneWeb 和銥星合作制定的。它們超越了 FCC 的新提案,包括設定一年脫軌的目標,並採取措施避免與其他衛星的近距離透過。“我們的目標是建立一套全面的高級別建議,”弗吉尼亞州 AstroPlanetview 的前 NASA 宇航員桑迪·馬格努斯說,他幫助起草了這些指南。“我們的目標實際上是三大星座提供商。亞馬遜可能是下一個。”

並非所有人都相信 FCC 應該進入這個領域。“一些反對者會說這超出了 FCC 的許可權,”韋登說。其他人則認為,這項任務應由商務部承擔,白宮已責成商務部解決太空碎片問題,或聯邦航空管理局,該局負責美國境內的發射運營許可。然而,FCC 已經掌握了主動權。“我認為他們認為自己正在填補現有的監管空白,”瓊斯說。“當然,一些媒體的關注和險些相撞事件讓他們感到擔憂。”

雖然仍有許多工作要做,並且人們對該機構是否越權以及一些值得懷疑的科學證據感到擔憂,但新的命令草案表明,解決太空垃圾問題至少已提上議事日程。FCC 是否會成為事實上的美國實體來解決這個問題,還有待觀察。但韋登認為,其首要地位可能是不可避免的。為什麼?他簡單地說,因為“沒有人做這件事。”

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