在20世纪50年代太空时代之初，人造卫星在近地轨道（LEO）上曾经非常罕见，只有少数几颗人造卫星围绕地球旋转。但现在，有成千上万颗卫星围绕着地球，还有更多的卫星在等着加入它们。
那确切的数字是多少呢？有多少卫星在绕地球轨道运行，又有多少卫星在不久的将来可能加入其中？一旦所有这些卫星都进入太空，它们可能会导致什么样的问题？
马萨诸塞大学洛厄尔分校物理学教授Supriya Chakrabarti在网络发表的一篇文章中写道，自1957年苏联发射世界上第一颗人造卫星“斯普特尼克一号”之后，每年都有10到60颗卫星进入近地轨道。从21世纪10年代起这一速度急剧上升，2020年有超过1300颗新卫星发射到近地轨道，2021年将有超过1400颗卫星发射。根据联合国的外层空间物体指数，截至2021年9月，近地轨道上总共有大约7500颗活跃的卫星。
近地轨道距离地球最远达1424英里（2000公里），在未来几十年里，近地轨道卫星的数量将继续以指数速度增长。这是因为私营公司正在建立自己的巨型卫星星座，每个星座都包含数千颗独立的卫星，这些卫星将被用来发展更快的在线网络，并提供一系列其他服务，比如监测气候变化。
英属哥伦比亚大学（University of British Columbia）的天文学家亚伦·博利说，现在卫星发射这种活动增加的主要原因是成本下降。“我们知道，SpaceX、OneWeb、亚马逊和中国“GW”星座已经提出了合计65000颗卫星的计划。”博利补充说，“总共有超过10万颗卫星。”
2021年10月，卢旺达还宣布了自己的巨型星座，名为Cinnamon，可能包含32万颗卫星。目前尚不清楚这个项目何时会成为现实，但卢旺达航天局（Rwanda Space Agency）在推特上表示，已收到启动该项目的请求。
然而，所有这些新卫星都伴随着一系列新问题，正如2021年5月一项关于巨型星座的研究报告强调的那样，该研究发表在《科学报告》杂志上。
博利说：“它会造成太空交通管理问题，加剧太空碎片的扩散，干扰天文学和观星，火箭发射和再入大气会造成大气污染。”“我们仍在努力了解这些影响的严重程度。”
在未来的几十年里，随着越来越多的卫星被发射到轨道上，碰撞的次数和随之而来的空间碎片可能会飙升。近地轨道上已经有至少1.28亿个碎片。据伦敦自然历史博物馆的数据，其中超过4英寸（10厘米）的碎片约有3.4万件，未来还会有更多。
“那么多卫星的安全运行将是一个重大挑战。”博利说，“在一个特定轨道上发生的事故，会产生大量的空间碎片，有可能影响到更大范围的轨道。”
碰撞并不是产生太空垃圾的唯一原因。博利说，近地轨道卫星长时间暴露在强烈的紫外线辐射下也会造成损坏。
空间碎片有可能对其他卫星以及航天器造成重大损害。2021年6月，国际空间站被一块碎片击中，在机械臂上打了一个洞，幸运的是，空间站和里面的宇航员没有遭受重大损失。
最终，近地轨道卫星的数量可能会导致失控的碰撞链，使空间碎片分散到近地轨道周围，导致我们无法发射新的火箭。这种可能性被称为“凯斯勒现象”。许多天文学家担心，如果我们不能控制住太空碎片，可能会阻止人类成为一个多星球物种。
由于碎片生成和清除之间的不平衡，凯斯勒现象不会有一个明确的开始，而是一个渐进的过程。为了避免凯斯勒现象的发生，人类有必要主动清楚近地轨道的碎片。
然而据《科学美国人》报道，从近地轨道上清除空间碎片在运营方面是比较艰巨的，目前仍没有商定的清除方法。
与航空业等其他行业相比，航天工业的碳足迹要低得多。据《卫报》报道，平均一次火箭发射会向地球大气中释放200到300吨的碳。相比之下，长途商业航班平均每位乘客排放约1.8至2.7吨的碳，而全球每年有数千万次航班。
然而，据报道，随着发射卫星所需火箭的高需求增加，火箭发射的碳排放每年增加5.6%。
造成环境问题的不仅仅是卫星发射。当卫星最终脱离轨道并重新进入地球大气层时，它们也会向大气中释放化学物质。
博利对巨型星座的研究表明，未来卫星再入大气层时，可能会比陨石在地球大气层中释放更多的某些化学元素，比如铝。科学家尚不确定这可能会产生什么样的潜在影响，但人类造成的大气化学变化，如气溶胶释放的氯氟烃（CFCs）造成臭氧层空洞，往往不会有好结果。
此外，现代卫星被设计成在重返大气层时分解成较小的碎片，因此，能够到达地面的碎片是比较少的。通常情况下，坠落的太空垃圾会落在海里，而海水覆盖了大约71%的地球表面。
在未来，从地球上可以清楚地看到不断增加的卫星活动。这些金属物体将像镜子一样，将光线反射回地球表面，它们的数量将让我们看到的夜空彻底改变。
一项于2021年9月发布到arXiv数据库，并提交给《天文学杂志》的关于光污染的研究报告揭示，未来夜空中多达8%的光可能来自卫星，此外根据拟定卫星的轨道推算，北纬50度和南纬50度附近的地区，如英属哥伦比亚省和巴塔哥尼亚，可能比其他地区受到的卫星光污染更严重。
博利说，在未来，天空中每10颗“星星”中就有1颗可能是人造地球卫星，这将“不断地导致天空重新排列”。这些卫星不仅会干扰业余天文爱好者的观测，也会干扰专业天文学家的观测。
卫星也为我们提供了重要的服务。“我们与卫星紧密相连。”博利说，“卫星在我们的供应链、金融交易、天气监测、气候科学、全球通信和搜救中发挥着重要作用。”
因此，我们需要找到一种平衡利益和影响的方法。
“我不认为应该马上停止卫星发射。”博利说，“然而，放慢速度，推迟10万颗卫星的发射，直到我们制定出更好的国际规则，这是较为谨慎的做法。”
（独家编译：科幻世界）
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