截至 2022 年底,超过 88% 的在轨活跃卫星处于近地轨道(LEO) 。近地轨道卫星通常在距离地球表面不到 1000 公里的高度运行,能为在更高海拔无法实现的一系列应用提供服务。
近年来,近地轨道卫星数量呈现出迅猛增长的态势。以 SpaceX 公司的星链(Starlink)项目为例,截至 2023 年 10 月,SpaceX 公司发射的卫星数量众多,占所有在轨活跃卫星数量的三分之一以上 ,其计划构建由数千颗卫星组成的巨型星座,旨在为全球提供高速互联网接入服务。除了星链,还有众多其他公司和机构也在积极部署近地轨道卫星,用于通信、对地观测、科学研究等多种用途。通信领域,卫星互联网的兴起促使大量通信卫星发射上天;对地观测方面,为了获取更频繁、更高分辨率的地球图像,满足农业监测、城市规划、环境监测等需求,越来越多的观测卫星被送入近地轨道;科学研究卫星则用于探索地球大气层、空间环境以及进行各种科学实验等。
随着近地轨道卫星数量的急剧增加,一系列问题也逐渐浮现,使得控制卫星发射数量成为一个值得深入探讨的重要议题。
从空间资源角度来看,近地轨道空间并非无限,轨道位置和频率资源是有限的。众多卫星挤在有限的空间内,可能导致轨道资源紧张。不同国家和组织的卫星在申请轨道位置和频率时,竞争愈发激烈,如果不加以合理控制,可能引发资源冲突。例如,某些热门轨道位置可能会出现多个卫星计划重叠的情况,而频率资源如果分配不当,会导致信号干扰,影响卫星通信质量和其他功能的正常发挥 。
从卫星碰撞风险方面而言,卫星数量增多大大提高了卫星之间以及卫星与太空垃圾碰撞的可能性。一旦发生碰撞,不仅会导致参与碰撞的卫星报废,还会产生大量新的太空垃圾,这些太空垃圾又会进一步增加其他卫星碰撞的风险,形成恶性循环。例如,2009 年美国铱星 33 号与俄罗斯已报废的宇宙 2251 号卫星在近地轨道发生碰撞,产生了大量太空垃圾,给后续太空活动带来了长期威胁。
对天文观测的干扰也不容忽视。大量近地轨道卫星会反射太阳光,在天文观测中形成不必要的光污染,干扰天文学家对天体的观测。对于一些需要长时间曝光、捕捉微弱天体信号的观测任务,卫星的反光可能会掩盖天体的信息,影响科研成果。
在这种情况下,控制卫星发射数量具有重要意义。合理控制卫星发射数量,能够保障有限的轨道和频率资源得到科学、公平且高效的分配,降低卫星间以及与太空垃圾碰撞的风险,减少对天文观测等其他太空活动的干扰。
当然,控制卫星发射数量并不意味着要限制航天事业的发展,而是要在发展的同时,注重可持续性,通过科学规划、技术创新等手段,确保近地轨道空间环境的健康与稳定 。比如,可以加强国际间在卫星发射管理方面的合作与协调,建立统一的规则和标准;鼓励研发更先进的卫星技术,提高卫星性能和功能集成度,减少实现相同目标所需的卫星数量;推动太空垃圾清理技术的发展,降低太空垃圾对近地轨道环境的影响等。