太空垃圾已经让地球上空变成垃圾场,并影响正常卫星运作,各国提出雷射、特殊清扫卫星等解决方式,或是强迫未来卫星都要有自行返回地球毁灭的机制,不过在成本考量下,都还未付诸实行。
自从1957年苏联发射第一颗人造卫星史普尼克1号后,太空垃圾(orbital debris)的数量便随着世界各国太空任务的进行而逐年增加。2008年,欧洲太空总署地面控制中心公布的电脑模拟图像显示,太空垃圾已经让地球上空变成大型垃圾场。
根据美国太空监测网(U.S. Space Surveillance Network)统计,直径大于10公分的地球轨道天体约有2万2000个,仅1000个是还在运作中的太空船或卫星,其余都是太空垃圾,如果连直径1公分到10公分的碎片算进去,总量则高达50万个。
太空垃圾是已无任何用途的人造天体,包括已除役的卫星或太空船等,有的十分巨大,有的则因为互相碰撞变成小碎片,散布在茫茫太空,而且有逐渐增加的趋势。
"早晚会造成问题",前国家太空中心主任张桂祥说,中国于2007年试验太空飞弹,以自属一颗已死的气象卫星为标靶,炸出不计其数的垃圾;2009年一颗已死的俄罗斯Kosmos通讯卫星,撞坏了美国一颗使用中的铱阵列通讯卫星,自己则碎成一大堆垃圾,都是有名的例子。
国家太空中心副主任余宪政告诉中央社记者说,太空垃圾的轨道高度愈高,待在地球轨道上的时间就愈长,有的要数年,有的甚至要一世纪才会坠毁。虽然多数太空垃圾通过大气层时就会燃烧殆尽,不会有明显危害,不过,对于运行中的卫星就是很大威胁,就算小如螺丝的碎片,高速撞上也能对卫星造成损害。
张桂祥透露,2016年8月19日光荣退役的福尔摩沙卫星二号(福卫二号)就曾收到美国太空监测网示警,有太空垃圾靠近,但如果评估撞击的机率在万分之一以下,太空中心就仅会持续监测,否则移动卫星轨道会太耗费燃料。
针对如何让太空垃圾减量,余宪政说,中国科学家曾提出在低地轨道(LEO)部署太空雷射站,用雷射光扫除太空碎片;日本则构想发射清扫卫星去清除太空垃圾,藉由母舰运送子舰到太空垃圾附近后,母舰把子舰推出去黏着在太空垃圾上并带入大气层烧毁。
美国国家航空暨太空总署(NASA)科学家曾经考虑利用地面雷射减缓太空垃圾碰撞的机会,采用百万瓦级高功率雷射,使太空垃圾一部分表面汽化,让太空垃圾因反作用力离开减少碰撞的机会,最后这些太空垃圾会与地球大气摩擦焚毁。
由于清理太空垃圾的费用难以估计,余宪政坦言,台湾现阶段只能专注在自主卫星研发、升空及后续营运等工作,不太可能规划清扫太空垃圾任务,不过,国际太空联盟(International Astronautical Federation,IAF)曾提过希望2025年开始,发射到太空的卫星具备回收功能,可以自行返回地球坠毁,以"不让太空垃圾增加"的目的,他认为现有技术比较有可行性。
余宪政指出,已经退役的福卫一号、二号目前都留在太空,变成太空垃圾,其实只要在卫星电力、燃料没有故障、用尽前,就能透过遥控方式让卫星自行坠毁地面。
余宪政表示,未来的福卫七号,甚至正运行的福卫五号,都可以利用这种方式避免成为太空垃圾,不过,代表要缩短服役年限,才能确保卫星在正常状态下坠毁,等于要提前汰换,经费上仍是问题,未来会依据国际情势及实际状况决定是否采用这种自毁机制。