“凱斯勒綜合徵”或將讓地球通信一夜歸零

地球軌道上可能出現的一種災難性連鎖反應,即所謂的“凱斯勒綜合徵”,愈發令科學家和航天工業專家感到擔憂。這種現象可能會導致關鍵的衛星服務,如互聯網、電視和全球定位系統,完全無法運作。隨着越來越多的衛星和碎片充斥地球軌道,碰撞變得不可避免。成千上萬顆衛星和數以百萬計的碎片在地球軌道上運行,級聯碰撞的風險比以往任何時候都要高。

1978 年,美國國家航空航天局的科學家唐納德·凱斯勒(Donald Kessler)和伯頓·庫爾-帕萊(Burton Cour-Palais)首次提出這一理論,凱斯勒綜合徵描述了太空中潛在的連鎖反應。隨着更多的衛星和碎片充斥地球軌道,碰撞不可避免。這些碰撞會產生 更多的碎片,這在一個自我延續的循環中增加了進一步碰撞的可能性。

“一旦碰撞級聯開始,衛星和航天器面臨的風險就會增加,直到軌道無法再使用,” 美國國家航空航天局解釋道。

目前,有超過 10000 顆衛星圍繞地球運行,其中近 3000 顆已經失效。再加上數以百萬計的較小碎片,這就形成了一個危險的環境。即使是在軌道速度下運行的一小塊金屬碎片也能摧毀正常運行的衛星。

倘若凱斯勒綜合徵加劇,我們熟悉的生活會可能被攪亂。負責全球通信、天氣監測與導航的衛星或許會遭到摧毀。“光是氣象衛星的損失,就會讓農業、漁業和運輸等行業陷入癱瘓。”研究人員阿姆裡特·馬里亞潘和約翰·L·克拉西迪斯說道。

一些專家覺得我們已然處在凱斯勒綜合徵的邊緣。引人注目的碰撞,例如 2009 年那次碰撞,也就是一顆報廢的俄羅斯衛星與一顆運行中的美國衛星之間的碰撞,彰顯出了這種與日俱增的威脅。

“這些事件是未來之事的先兆。”美國國家航空航天局軌道碎片項目辦公室的馬克·馬特尼講道。2021 年俄羅斯的反衛星導彈試驗,產生了超過 1500 個碎片,進一步凸顯出了危險。

要是凱斯勒綜合徵持續發展,很可能會給現代生活的諸多方面造成災難。沒有能正常運行的衛星:

其帶來的經濟和社會影響將是前所未有的。

爲了減輕這一威脅,目前正在考慮幾種策略。一種方法是使報廢衛星脫離軌道,讓其在地球大氣層中燃燒殆盡。然而,這種方法存在環境風險,包括可能導致臭氧消耗。

另一個充滿希望的途徑是開發能夠主動清除太空碎片的技術。歐洲航天局(ESA)正在牽頭開展 ClearSpace-1 任務,旨在使用機械臂回收大塊碎片。“回收太空碎片可能提供一個可持續的解決方案,”歐洲航天局清潔空間辦公室的蒂亞戈·蘇亞雷斯說。

衛星巨型星座的興起讓情況進一步變得複雜。SpaceX、OneWeb 和 亞馬遜 等公司正在發射數千顆衛星以提供全球互聯網覆蓋。雖然這些項目有好處,但它們也極大地增加了軌道上物體的密度。

“每一顆新衛星都會增加太空交通管理的複雜性,”麻省理工學院的天體動力學家理查德·利納雷斯警告說。

要解決凱斯勒綜合徵,全球合作必不可少。航天國家必須出臺嚴格規定,以限制碎片產生,並確保衛星的負責任部署。擬議的措施包括強制使用脫軌推進系統和加密指揮系統,以防止衛星被劫持。

“這是一個全球性問題,”馬特尼說。“我們需要協調努力,以防止影響全人類的災難。”

正如蒂亞戈·蘇亞雷斯恰如其分地指出:“我們正在與時間賽跑。”現在是採取行動的時候了,創新技術和國際政策是保護我們軌道環境的關鍵。

人類能否避免這場迫在眉睫的災難,取決於世界各地政府、企業和研究人員的集體意願和迅速行動。