1957年人造衛星的成功發射是人類歷史上的一個里程碑，它是第一次人造物體環繞地球飛行。但我們對衛星技術帶來的太空混亂知之甚少。自那以後的64年裡，我們星球的夜空變得越來越擁擠。如今，環繞地球執行的衛星有3000多顆，其中包含了數百萬塊太空碎片，如破碎的衛星碎片、廢棄的火箭部件和航天器的油漆碎片。美國宇航局估計，僅在近地軌道上就有大約6000噸的碎片。

這種軌道垃圾不僅會給宇航員的導航帶來危險，還會將陽光反射到地面，干擾地面望遠鏡的觀測。《皇家天文學會月報》最近接受了一項研究：信件表明，現在地球上沒有任何地方可以免受空中碎片和衛星產生的光汙染。更令人擔憂的是，研究人員預計，隨著SpaceX的Starlink專案等大型傳送網際網路的微型衛星星座的起飛，軌道上的碎片數量將在未來10年增加一個數量級。

哈佛-史密森天體物理中心的喬納森·麥克道爾在2020年的一項研究中警告說：“天文學家——以及偶爾觀測夜空的人——必須期待這樣的未來：近地軌道上的衛星數量將達到數萬顆。”“對某些型別的觀測、某些天文臺以及一年中的某些時間來說，這些影響將是重大的。”

直到幾年前，自太空時代開始以來，人類向軌道發射的物體還不到10，000個。然而，隨著低成本商業火箭發射技術的出現——每磅發射貨物的價格從太空梭時代的24800美元下降到今天的1240美元——我們將衛星送入軌道的速度將呈指數增長。

到2025年，預計將有超過1。8萬顆衛星發射到近地軌道，大約是2018年活躍衛星總數的10倍。僅SpaceX一家公司就獲得了美國政府的許可，可以將1。2萬顆星鏈送入軌道（計劃發射多達4。2萬顆星鏈），而亞馬遜的柯伊伯專案（Kuiper project）被授權在未來幾年發射3236顆自己的衛星。這兩個專案都試圖在近地軌道上建立一個軌道網路，能夠提供從地球上任何地方都可以訪問的高頻寬、低延遲的網際網路連線。儘管它們的意圖是高尚的，但將這麼多航天器塞進我們的天空所產生的意想不到的後果可能從根本上改變我們對太陽系周圍的看法。

美國天文學會（American Astronomical Society）在2020年的一份報告中指出：“如果許多公司和政府提出的10萬枚或更多的利奧衛星被部署，任何緩解措施的組合都無法完全避免衛星軌跡對當前和計劃中的地基光學近紅外天文設施科學專案的影響。”

例如，當2019年5月第一個360星鏈發射時，它們在夜空中的存在立即引起了人們的注意。在5個月的時間裡，他們的高反射設計使每顆小衛星的亮度比周圍的物體高出99%。這種效應在日出和日落時尤其明顯，因為太陽光線被衛星的太陽能板反射。事實證明，SpaceX在2020年初試圖透過“變暗處理”來降低反射率的嘗試只取得了部分成功。

智利安託法加斯塔大學的Jeremy Tregloan-Reed在2020年的一項研究中指出：“與其他星鏈衛星相比，我們檢測到DarkSat的反射亮度大約減少了55%。”

天體的亮度是按照恆星星等來衡量的——也就是說，一個天體越亮，它相應的等級就越大，越負。例如，太陽的震級是-26。7，而北極星的震級是+2。任何超過+6級的物體都是肉眼看不見的，儘管巡天望遠鏡和其他敏感的觀測系統可以觀測到+8級的物體。根據Treglon-Reed的研究，經過處理的星鏈衛星在其執行高度的星等為+5。33，而未經處理的衛星為+6。21。

特里格倫-裡德去年3月在接受《福布斯》採訪時表示，這已經好多了，但還不夠好。“還是太亮了，”他說。“還有更多的工作要做。我們的想法是把這些數字發給政策制定者（和天文協會），他們正在與SpaceX（和巨型星座公司）談判，然後嘗試進一步改進。”

這些衛星的總體影響將取決於許多因素，包括正在使用的望遠鏡的型別，觀測的時間和季節，以及衛星星座的高度。在可見光和紅外光譜上的大範圍調查（如智利的維拉·魯賓天文臺所進行的調查）尤其容易受到這種干擾，在黃昏時分進行的調查也是如此。雖然軌道星座在獅子座一般去黑暗一旦他們進入地球的影子，那些750英里的速度在地球同步軌道和進一步——比如短暫OneWeb計劃——將“可見整夜在夏季和重要的分數，在冬天，秋天和春天，並將幾乎所有的觀測專案產生負面影響，”根據原子吸收光譜法。

“高海拔衛星必須比低海拔衛星具有更少的反射性，才能（在專業探測器中）留下類似的痕跡。這是由兩個因素造成的：軌道速度（低海拔衛星移動速度更快，所以花費在每個畫素上的時間更少）和聚焦（低海拔衛星聚焦較少，所以條紋更寬，但峰值亮度更低，”華盛頓大學天文學家Meredith Rawls博士在接受福布斯採訪時表示。

為了應對日益嚴重的問題，來自世界各地的天文學家，作為去年7月美國國家科學基金會（National Science Foundation） SATCON-1研討會的一部分，彙總了一份可能的糾正措施和政策清單。這些措施包括限制星座的最高高度550 - 600公里，要求單個衛星的恆星星等為+7或更高，並與研究團體分享這些星座的軌道資訊，以便天文學家可以避開天空中的這些區域。

SATCON-1研討會發現：“太空探索技術公司已經證明，操作者可以透過衛星定位、遮陽和表面變暗來減少反射陽光。”“透過聯合努力，獲得關於個別衛星（或蜉蝣）預測位置的更高精度的公共資料，可以在衛星透過時實現一些指向規避和中曝光快門。”或者，運營商可以將其衛星設計成在其使用壽命結束時主動脫軌——就像Starlink的衛星那樣——或者他們可以減少發射星座的數量。國家或國際監管機構是否會採納這些建議還有待觀察。

但是，即使衛星運營商確實設法降低了它們星座的亮度，我們仍然面臨著一個越來越密集的軌道“墓地”，裡面滿是破碎的衛星和上空的太空垃圾。美國國家航空航天局軌道空間碎片辦公室估計，有50萬個大理石大小的垃圾碎片以每小時2。23萬英里的速度在LEO軌道上快速移動，速度之快足以炸掉國際空間站的重加固窗戶。此外，還有多達1億個直徑小於一毫米的碎片。

1995年，NASA成為第一個制定全面空間碎片減緩計劃的國家航天局。這些準則後來被由10個國家組成的機構間空間碎片協調委員會（IADC）修訂，並最終於2007年由聯合國大會透過。美國政府還建立了其軌道碎片緩解標準實踐（ODMSP） 2001年，在一個新的努力“限制新一代的，長壽的碎片殘骸釋放的控制在正常操作期間，儘量減少碎片產生的意外爆炸，安全飛行剖面的選擇和操作配置最小化意外碰撞，和任務情況處置空間結構。”此外，美國國防部負責執行空間監視網路，該網路負責使用地面可視望遠鏡和雷達陣列對直徑在0。12到4英寸之間的物體進行編目和跟蹤。

追蹤這些殘骸只是第一步。一些空間機構正在開發積極捕獲和處理軌道垃圾的系統。例如，JAXA正在考慮一種2300碼長的“電動纜繩”，一旦部署，它將把飛過的碎片擊向地球，並在重返大氣層時燒燬。2018年，由英國薩里航天中心牽頭的一個財團成功演示了其RemoveDebris裝置——本質上是一個巨大的太空網，旨在捕捉死衛星和10米長的報廢太空垃圾。

到2025年，歐洲航天局希望發射ClearSpace-1任務，其中一個四管齊下的捕獲裝置將試圖捕獲空間碎片，就像一個超大的爪遊戲獎品，然後將其自身和被遺棄的獎勵在地球的大氣層中處理掉。

“空間碎片是一個全球性的問題，它影響到所有國家，”空客任務系統工程師Xander Hall在2018年告訴CNN。“空間中的每一塊垃圾都歸原來的運營者所有，軌道碎片沒有在現行國際法中得到明確處理。國際社會必須作出努力，宣佈對碎片的所有權，併為安全清除碎片提供資金。”