纵观历史,人类仰望夜空,被月亮所吸引。月球激发了人们的敬畏和惊叹、塑造了神话和信仰、指引着航海者穿越海洋、标志着时间的流逝。
从近40万公里外,月球为支持地球生命发挥着至关重要的作用。月球引力产生潮汐,使沿海水域富氧,运输营养物质,并维持了地球上部分最为多样化的生态系统,如大堡礁。
月球对人类生活影响重大,数千年来一直是科学研究的对象。了解月球有助于为研究整个太阳系提供背景。联合国于7月20日庆祝国际月球日,反映了人类对月亮长久以来的兴趣。
近期,全球见证了月球探索的复兴。今年早些时候,美国国家航空航天局 (NASA) 的阿尔忒弥斯二号任务派出四名宇航员进行了为期10天的绕月之旅,推进了在2030年代在月球表面建立长期营地的计划。中国、印度、日本以及几家私营企业也在推进其月球探索计划。
联合国环境规划署 (UNEP) 高级官员杰森·贾伯 (Jason Jabbour) 表示:“数十年迅速扩张的太空活动表明,每一次发射任务都会留下环境足迹,且可能需要很长时间才能完全理解对环境有多大影响。因此,需要尽早考虑太空任务的可持续性。”
“太空可持续性”是指在外太空和月球上进行的活动必须为后代保护太空和月球环境。1967年《外空条约》等国际协定为负责任的探索和利用太空确立了基本原则,要求各国避免有害污染。
在这些条约的基础上,联合国会员国已经通过了关于减少太空碎片和长期可持续发展的指南,包括最大程度减少碎片、防止爆炸、避免故意摧毁航天器,以及将废弃卫星和火箭子级从轨道上安全移除等实际措施。
尽管如此,据估计现在仍有约1.4亿块碎片正在环绕我们的地球——部分碎片大于一毫米,但多数小到无法追踪。以下深入解析这些碎片的来源及其对环境的潜在影响。
废弃卫星
每颗卫星最终都会到达其使用寿命的终点。大多数卫星会重新进入地球大气层,燃烧并释放出铝、锂、铜等金属进入高层大气。科学家已经在平流层颗粒中检测到来自航天器的金属,并正在积极研究其对大气化学、云层形成和臭氧层的潜在影响。
废弃火箭子级
火箭机身是发射后留在轨道上的最大物体之一。部分火箭在重新进入大气层之前在太空中停留数年,而其他的则碎裂成数千块。据估计,每年有数百公吨的火箭机身和航天器重新进入地球大气层;随着大型卫星星座的补充,这一数字预计会上升,从而产生金属排放和幸存碎片坠落地球的风险。
联合国《空间碎片减缓准则》敦促操作方在任务结束后排出剩余推进剂、放电电池,并将退役卫星和火箭子级从轨道上移除,以减少爆炸风险和太空碎片的积累。
碰撞碎片和爆炸及反卫星测试产生的碎片
卫星或火箭子级相撞时,可能会碎裂成数千个高速运行的碎片,以每小时约2.8万公里的速度飞行。以这种速度,即使是小块碎片也能摧毁一整颗航天器,每次碰撞都会产生更多碎片。由剩余燃料或电池引发的爆炸,以及在反卫星武器测试中的故意破坏,会产生密集的碎片云,这些碎片可能在轨道上停留数十年。
联合国《空间碎片减缓准则》不建议故意破坏轨道上的航天器。自2022年以来,越来越多的国家承诺不进行破坏性反卫星导弹测试。
任务相关操作碎片和尘埃
太空任务可能会在发射或卫星部署过程中遗留较小的物体,如保护罩、螺栓、镜头盖和其他硬件。尽管这些物体单独来看很小,但它们以轨道速度行进,会加剧近地轨道的拥挤。限制在正常操作中释放此类物体是联合国《空间碎片减缓准则》的首要内容。
反复的碰撞、爆炸和逐渐的侵蚀会产生微小颗粒,形成围绕地球的弥散云。科学家估计,被积聚的轨道物体和碎片反射和散射的阳光已经导致夜空亮度增加。
再入大气层后“幸存”的碎片
大多数航天器在设计上都会在再入大气层时烧毁;然而,体积较大或耐热性较强的部件可能会“幸存”下来并坠回地球。这些物体可能会对陆地上的民众和基础设施构成威胁,而落入海洋的碎片则可能破坏海洋栖息地,或将有害物质带入海洋生态系统。
根据1972年《联合国责任公约》,每个发射成员国均应对其太空物体在地球上造成的损害负责。“发射成员国”包括委托发射的国家以及发射活动在其领土或设施内进行的国家。实际上,这意味着一个在国外购买卫星发射服务的国家,需与提供发射服务的国家共同承担责任。
环境署与联合国外层空间事务厅正在通力合作,以加深我们对环境风险的理解,加强科学证据基础,并确保将环境因素纳入空间治理。太空中发生的一切都会影响地球上的生命。通过强有力的全球合作与行动,各国能够防止太空这一前沿疆域发生环境危机。
作者:Alyona Synenko
审阅:Ann-Kathrin Neureuther, Jason Jabbour


