太空也會塞車！百萬片太空垃圾如何威脅我們上天的自由？

太空垃圾是什麼，從哪裡來？

太空垃圾指的是所有在人造軌道上失去功能或不再受控的物體。最大的是整節火箭或失效衛星；小的可能是太空人遺失的工具，或是碰撞爆炸後飛散的碎片，最小甚至只有幾毫米。1960年代的火箭到現在還在繞行，像一輛輛停在高速公路上的大公車。

為什麼太空垃圾很危險？

在軌道上的物體為了不掉回地球，需要以極高速度運行。像國際太空站在距地約400公里處，每秒約7到8公里，速度大約是地面音速的20倍。當兩個不同方向的物體相撞，相對速度可能超過每秒10公里。這樣的「車禍」比地面上嚴重得多：一塊直徑1公分的碎片就能打穿太陽能板或觀測窗，而10公分以下的碎片往往太小難以追蹤，卻最容易造成意外。

現在太空有多擁擠？

根據歐洲太空總署的數據，目前大約有6800顆還在運作的衛星，軌道上可追蹤的太空垃圾超過3萬2千個。如果把1公分到10公分之間的無法完全追蹤的小碎片算進去，估計高達一百萬個。近年衛星發射量暴增：2012年全球約發射200多顆衛星，到了2022年已成長到兩千多顆，Starlink 等大型星座更讓近地軌道變得密集。

真實的撞擊案例

2009年最知名的事故是美國的Iridium 33與失效的蘇聯軍用衛星Kosmos 2251在789公里高空相撞，兩艘衛星以每秒11.7公里的相對速度撞擊，產生超過2000片可追蹤碎片。雖然部分碎片逐步重返大氣燒毀，但到2023年仍有約一千片殘留在軌道，曾從距離國際太空站僅一百多公尺處掠過，驚險萬分。

有辦法清除太空垃圾嗎？

有辦法，但各有利弊。NASA 2023年的研究整理了幾種主流策略：大件物體可透過「再入大氣層」讓其燒毀；小碎片則以雷射改變軌道，或在軌捕捉再回收。對大型垃圾，優先清除最危險的50件（例如完整的第二節火箭或失效衛星）估計花費約10億美元，30年內能帶來超過成本的淨效益。對小型碎片，使用地面或太空雷射逐步改變軌道，把十萬個1到10公分的碎片移走，大約十年就能收回成本。但雷射方案帶來的戰略疑慮不可忽視：同樣技術若被武器化，可能用來攻擊他國衛星。

移除方法與實務挑戰

移除大型垃圾常見做法是利用剩餘推進力將其帶入大氣燒毀，或把地球同步軌道（GEO）的衛星推入所謂的「死亡軌道」(graveyard orbit)。然而實務上需要在任務規劃階段就保障有足夠燃料與處置方案。若沒有，後果如去年Dish Network一案：該公司未能按照2012年承諾把衛星推至安全軌道，燃料耗盡導致處置失敗，FCC開罰約15萬美元，成為首次因太空垃圾處置受罰的案例。

法規與責任如何規範？

國際上有1967年的《外太空條約》，其中訂出國家對其太空活動的國際責任和登記義務。但實際的發射審查與管理多由各國執行。例如美國由FAA負責火箭發射與再入申報，FCC管衛星通訊規格與任務結束處置要求。也就是說，雖有國際原則，但落實在地方法規與執行力上。

市場機制與長期治理的可能性

隨著太空商業化，清除太空垃圾也漸成商機。可以想像對發射單位徵收「太空垃圾處理費」，把這些資金用來買下清垃圾的權利，或補貼清除服務。長期來看，若能在軌建立回收與再處理設施，或將回收物當燃料或原料再利用，經濟模式會更成熟。

結語：治標也要治本

技術上，我們有方法去減少和移除太空垃圾；但面對發射量快速增長，單靠清除不夠，還需要更嚴格的任務設計、發射前的處置保證、國際合作與商業激勵。否則就有可能發生凱斯勒現象（Kessler syndrome）：碰撞產生碎片進而引發連鎖反應，最終讓某些軌道幾乎無法通行，迫使人類被自己的發明暫時困在地球上。最後留給你一個問題：與其被垃圾困住，不如現在就想想我們要怎麼一起把太空清乾淨——是靠法規、技術、還是市場力量？