尽管不具有法律约束力,但国际标准化组织制定的标准得到了广泛认可,并为众多领域提供了共同框架。包括空间垃圾减缓。最值得注意的是,2023 年 5 月更新的顶级标准 ISO 24113 概述了涵盖定义、保护区、技术规范和规划需求的要求,全面概述了该问题以及合规所需的行动。此外,ISO 还推出了空间安全和可持续性标准,例如用于会合数据消息的 19389(2014 年)、用于空间系统的 23312(2022 年)和用于会合、近距操作和在轨服务的 24330(2022 年)。有关避免碰撞、空间交通协调和航天器星座设计的其他标准正在制定中。
由于“天体力学和人类对太空的使用”14 在每个轨道带上都不同,航天员在识别威胁、管理风险和思考解决方案时必须采取细致入微的方法。15 例如,他们必须在较低的轨道带紧急采取行动,即使这样做会更加困难。在较低的轨道带,资产在地球上移动得更快,机动更频繁,而且离其他物体更近。除了增加较低轨道带的不确定性、风险和后果之外,16 这还可能阻碍和复杂化人类更普遍地进入太空,因为较低的轨道带本质上是发射定位资产的集结区,也是人类对外太空进行地球观测的屏幕(现在被碎片和卫星光污染扭曲)。其他轨道带,或者说轨道或其中的太空通道,也挤满了活跃的资产,也可能堆满碎片。17
太空垃圾是所有位于外层空间且不执行任何有用功能的人类活动产生的物体 [1]。在 20 世纪 50 年代末发射第一颗人造地球卫星后,近地空间被“太空垃圾”堵塞的问题立即出现 [2- 6]。太空垃圾的主要来源: 世界各国的太空活动; 因爆炸等意外毁坏太空物体; 太空物体的碰撞; 故意破坏。太空垃圾是太空活动的强制现象。在整个太空时代,航天器物体的数量不断增加。2019-2021 年出现了最显著的增长。太空垃圾对活跃的卫星、进一步的太空探索和地球生态构成危险,因此有必要对其进行监测。太空垃圾监测工具分为: 地面光学手段; 地面雷达设施; 天基设施。航天器监测工具的主要任务是测量空间物体的运动参数,以确定轨迹并将其输入空间物体目录中。为了评估近地空间的当前技术污染水平及其预测,使用普遍接受的模型:
在应对这些事态发展的同时,加拿大面临着“国际合作危机”(Badré and Tiberghien 2020;Khan and McArthur 2020),而新冠疫情进一步加剧了这一危机。这促使单边政策制定和民粹主义治理体系日益突出(Roswell 2020)。因此,加拿大等民主中等强国必须找到与志同道合的参与者合作的方式,以实现共同的政策抱负,并加强在清除碎片方面进行多边合作的前景(Benner 2020)。这些参与者将包括对太空污染有着共同关注的合作伙伴,以及加拿大对民主、人权和环境保护的历史承诺,这些承诺是通过多边和机构参与实现的(Lee 2002,Cooper 2015)。加拿大还必须平衡其与邻国的外交政策,尽管拜登总统在撰写本文时尚未透露他对美国太空政策的雄心,但他的政府已经发出了多边外交的潜力信号(Etzioni 2021)。
60 多年来,太空活动为世界人民带来了巨大的利益,从汽车上的卫星导航到卫星通信/广播,再到天气预报、环境监测等等,不胜枚举。实际上,有数百种日常使用和应用的设备都依赖于卫星技术。当提供这些服务的卫星达到使用寿命并停止工作时,它们通常会留在轨道上。2018 年,仍有近 3,000 颗报废卫星在轨道上,更不用说用于将卫星送入轨道的火箭的最后阶段,以及整流罩和其他硬件。除了完整的物体外,还有数百万个碎片,这些碎片是由这些物体的退化产生的,从保护材料碎片到爆炸和碰撞产生的弹片 (1)。总共有超过 8,000 吨的碎片目前正在地球轨道上运行,对正在运行的卫星构成威胁。我们还没有触发被称为凯斯勒综合征(以首次研究这种现象的科学家命名 ( 2 ) )的噩梦场景,即碰撞产生的碎片撞击其他物体时产生爆炸,产生新的碎片,这些碎片会撞击其他物体。这将导致呈指数增长的级联效应,并迅速