地球轨道上有数千颗卫星，使用年限和用途各不相同。它们终有一天会走到寿命尽头，届时便会成为漂浮的太空垃圾。那时我们该如何处理它们？
大多数卫星在设计时并未考虑寿命终结后的处置。但有些卫星设计时考虑了维修服务，例如哈勃太空望远镜。作为最后一次维修的一部分，哈勃被改装，装上了一个 软捕获机构。这种接口旨在让未来的机器人航天器能够与望远镜对接，并在其运行寿命结束后引导它安全处置，使其在地球大气层中燃烧殆尽。
考虑卫星退役方法十分重要，因为若处置不当，它们就会成为太空碎片的又一来源——这些碎片来自旧航天器、卫星和火箭，如今正以每小时数千英里的速度绕地球运行。这些碎片 飞行速度极快 ，因此即使是一枚硬币大小的碎片，也具有足以使整颗卫星失效的能量。已有远超10万块这种大小或更大的碎片绕地球运行，更不用说体积大得多的物体了——例如进步号无人货运飞船， 俄罗斯航天局的任务控制人员已失去对其的控制 ，它将逐渐降低轨道，直至在地球大气层中烧毁。
我们并不确切知道它们有多少、位于何处。只有最大的一部分——约占那些大到足以使卫星失效的碎片的10%——可以从地面追踪。事实上，卫星受损并非罕见，哈勃望远镜和 太阳活动极大期任务 （SMM）卫星都曾被飞行中的碎片撞出硬币大小的孔洞。未来几年里还可能发生其他碰撞，甚至造成更严重的损害。
安装软捕获机构是为了防止产生更多太空碎片。世界各地的工程师正在想方设法，尽可能减少环绕地球的碎片数量——这自有其充分理由。 预测显示 ，如果我们不解决太空碎片问题，许多最有用的轨道将被飞行碎片堵塞，卫星将无法安全占用这些轨道。
在某些时候，特定轨道上的碎片可能多到足以引发卫星与碎片、碎片与碎片之间的碰撞，并使碰撞链失控地蔓延。这被称为 凯斯勒综合征，电影 《地心引力》中也有呈现（不过有些夸张）。
如今，我们在很大程度上依赖卫星进行通信、使用GPS和时间同步，而许多重要服务（如国际银行业务）又依赖这些功能。因此，防止近地空间走到这一步至关重要。无论我们是否喜欢，所需的重要措施之一，就是移除大型失效卫星，因为它们可能成为更多碎片的来源。
专为处置而设计
英国的 TechDemoSat-1 （TDS-1）等卫星于2014年发射，其设计考虑了寿命终结后的处置。TDS-1搭载了一面由克兰菲尔德大学设计并制造的小型阻力帆，可在卫星的科研任务寿命结束后展开。它的作用类似降落伞，逐渐降低卫星轨道，直到卫星自然重返大气层，并在地球高层大气中烧毁。
TDS-1体积较小，能够烧毁；更大或轨道更高的卫星则需要采用其他方法，将它们移出最重要、最有价值且最繁忙的轨道。如果卫星携带足够的燃料（并且在太空中运行了数十年后所有系统仍正常工作），就有可能自行脱离轨道。其他更特别的解决方案包括使用网、系绳，甚至 高功率激光的拖曳卫星。
装袋并丢弃——欧洲航天局的 e.Deorbit 项目可能会使用网收集碎片，并将其拖入大气层烧毁。
欧洲航天局
然而，太空碎片问题并不只是工程问题。假设欧洲研发出一颗拖曳卫星，并试图让老旧的俄罗斯卫星脱离轨道，或者从一颗正在执行任务的美国间谍卫星附近飞过。这显然可能引发政治问题。简而言之，我们尚未找到可持续利用太空的方法，而这个问题几乎与寻找确保地球可持续发展的方法一样复杂。我们需要的是切实可行的解决方案，而且必须尽快。
那么，哈勃望远镜会怎样呢？它或许是最广为人知的需要制定退役计划的卫星。或许在2020年代初的某一天，一艘小型航天器将发射升空，与这台太空望远镜会合。它会通过软捕获机构与哈勃连接，然后启动发动机，引导哈勃朝南太平洋上空重返大气层。哈勃如此庞大，很可能会有部分部件在重返大气层时存留下来，因此选择海洋上空一片广阔的无人区域，最有利于避免财产损失或人员伤亡。
其他卫星、飞机和船只可以仔细追踪再入过程——它们都会记录下这一时刻：哈勃本身在数十年仰望苍穹之后，将成为一颗明亮的流星，供其他望远镜观测。这似乎颇为合宜：像哈勃这样卓越且长寿的任务，最终以辉煌的方式落幕。
本文由以下机构合作发表： The Conversation。发表本文并不意味着世界经济论坛赞同其中的观点。
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作者：Stephen Hobbs 是克兰菲尔德大学网络物理系统专业的高级讲师兼课程主任。Chiara Palla 是克兰菲尔德大学博士生。Jennifer Kingston 是克兰菲尔德大学航空航天与空间系统讲师。
图片：一名专业人员在开阔的联合股份公司 Reshetnev 信息卫星系统厂区内作业，处理印度尼西亚 TELKOM-3 空间通信卫星。路透社 / Ilya Naymushi
