地球軌道管理困境加劇 超過 14,000 顆衞星圍繞地球運行

地球的軌道曾被視為一條開放的高速公路,但如今則開始看起來像一個無法管理的交通高峯期交叉口。目前已有超過 14,000 顆衞星環繞地球運行,這一數字隨著私營企業和政府為互聯網、通信、成像、導航及甚至提議的太空數據中心建設龐大的星座而快速上升。低地球軌道,即距離地球約 1,243 英里(約 2,000 公里)的區域,已成為首選區域,因為這裡提供較低的延遲、較易的接入及較便宜的部署成本。

然而,這一優勢卻引發了一個新的問題:每個人都希望獲得同樣的軌道資源。擔憂的不僅僅是衞星可能會發生碰撞。新的研究顯示,地球的軌道環境正受到多方面的擠壓:衞星數量增加、碎片增多、大氣清理減少,以及日益嚴重的光污染威脅著天文觀測本身。

衞星數量激增對天文觀測的影響

衞星的繁榮超越了軌道規則。來自歐洲南方天文台(ESO)的一項新研究發出最尖鋭的警告,該研究檢視了大型明亮衞星星座將如何影響地面天文觀測。研究發現,目前正在討論的提議可能會使軌道上增加超過 170 萬顆衞星,包括一些極為明亮的物體,將改變夜空的面貌。ESO 提出的安全閾值相當引人注目:若想保持現代天文學的可行性,地球上不應有超過 100,000 顆微弱衞星。這一數字並非神秘的界限,而是一個實際的上限,超過這一數字,望遠鏡所遭受的損失便開始類似其他重大技術中斷。

如果衞星明亮到肉眼可見,安全數量則需大幅降低。

據報導,SpaceX 提出了多達 100 萬顆衞星的計劃,旨在建立太空數據中心,而 Reflect Orbital 則概述了最多可達 50,000 顆如鏡子般的衞星計劃,旨在夜間將陽光反射回地球。ESO 的分析顯示,此類系統可能在夜間留下數百甚至數千顆衞星可見,某些觀測將失去大量可用視野。對於天文台而言,損害非常簡單:衞星反射陽光,當它們交過時,望遠鏡圖像會形成明亮的光跡,抹去它們後方的任何物體。

對於如維拉·C·魯賓天文台的廣角儀器而言,大型明亮星座可能使許多圖像在每個夜晚的幾個小時內無法使用。

氣候變化加劇軌道擁擠的問題

氣候變化可能使軌道更加擁擠。擁擠問題不僅僅由發射所引起。2025 年麻省理工學院的一項研究發現,温室氣體排放正在改變高層大氣,可能會減少低地球軌道能夠安全支持的衞星數量。關鍵層是熱成層,許多衞星在此運行。隨著温室氣體使這一上層大氣區域變冷並收縮,大氣阻力減少。這種阻力通常有助於將死去的衞星和碎片拉向重返地球的過程,讓它們燃燒殆盡。隨著阻力減少,太空垃圾可以在軌道上停留更長時間,增加碰撞的風險。

麻省理工學院的模擬表明,到 2100 年,熱門低地球軌道區域的承載能力可能會比 2000 年的排放水平下降 50% 至 66%。換言之,正當軌道需求急劇上升時,某些軌道區域的可用容量可能正在減少。

雖然沒有人擁有軌道,但每個人都依賴於它。這是中央治理問題。地球的軌道並不是空曠的空間,而是基礎設施。銀行、全球定位系統(GPS)、天氣預報、災害應對、互聯網接入、防禦及氣候監測等都依賴於衞星。然而,沒有任何單一的全球權威機構控制著有多少衞星可以佔據低地球軌道、它們的亮度上限是多少,或公司應如何考量累積風險。美國聯邦通信委員會等監管機構可以批准或拒絕申請,但影響卻是全球性的。

一家公司在一個國家發射的衞星星座可能會影響天文學家、生態系統、競爭對手及全球的夜空。問題並不在於衞星是否有用,這是顯而易見的。問題在於軌道是否能夠繼續被視為無限的。低地球軌道已成為一個共享的有限環境。如果沒有更嚴格的協調、亮度限制、碎片控制、處置規則及國際容量規劃,下一場太空競賽可能會損害現代生活所依賴的軌道通道。

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Henderson 是 The Base Principle 的編輯,專注報道 AI 模型與工程科技前沿。

The Base Principle 是一個繁體中文(香港)科技媒體,專注報道人工智能與工程前沿。我們持續追蹤 OpenAI、Anthropic Claude、Google Gemini、Grok(xAI)、Meta AI、DeepSeek 等主要 AI 模型與公司,並涵蓋電動車與工程技術趨勢,每日精選與分析。

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