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发表在《自然天文学》上的一篇文章有力地证明 ， 地球周围的轨道空间是受生态保护的环境 。 这是去年8月提交给美国上诉法院的一份文件的一部分 ， 由几个组织提交 ， 以回应美国联邦航空局授予 SpaceX 的 Starlink 卫星许可证修正案 。 要理解这一点为什么如此重要 ， 或许可以帮助我们记住 ， 轨道空间是一个“公共”区域 ， 就像我们海洋中的“国际水域”一样 ， 因此它目前不受任何一个国家或组织的保护 。
【近轨道空间是一个环境生态系统吗？我们也应该保护它吗？】上图：近地轨道上不断增长的巨型卫星星座可能构成生态威胁 。
1833年 ， 威廉·福斯特·劳埃德（William Forster Lloyd）提出了“公地悲剧（The tragedy of the commons）”的经济学原理 。 它指出 ， 任何属于所有人的“公共”区域或资源都将被无情地利用 ， 并最终耗尽 。 几千年来 ， 我们已经在矿物的消耗和整个物种的灭绝中看到了这种情况 。 现在 ， 最新的例子是环绕地球轨道的人造物体数量迅速增长 ， 包括由星链等公司拥有的巨型卫星星座 。
这篇题为《太空环保主义的理由》的文章 ， 将地球表面的环境威胁与不受限制的轨道空间开发进行了鲜明的对比 。 这种威胁是递增的 ， 而且来自多方贡献者 ， 因此问题是轨道空间是否应该继续被归类为“全球公共空间” ， 被商业利用并被视为“免费” 。
上图：美国宇航局在低地球轨道上的卫星 。
但什么才算“轨道空间”呢？早在20世纪60年代 ， 国际航空航天联合会（FAI）就试图定义大气层在哪里结束 ， 空间在哪里开始 。 他们定居在海拔 100 公里的高度 ， 并将其称为“卡门线（Kármán）” ， 这是以首先提出它的工程师和物理学家西奥多·冯·卡门（Theodore Von Kármán）的名字命名 。 尽管对于太空的起点存在竞争标准 ， 但大多数监管机构已接受卡门线 ， 或者非常接近它的东西 ， 将其作为国际标准 。
实际上 ， 大多数太空活动都发生在一个36000公里厚的围绕地球的外壳中 ， 从卡门线开始 。 这个“近轨道空间”被分为3个不同的部分：近地球轨道（LEO）、中地球轨道（MEO）和地球同步轨道（GSO） 。 近地轨道的高度在100公里到2000公里之间 。 这是大部分人造物体可以被发现的区域 ， 包括活跃的卫星和空间碎片 。
同时 ， 它也是一条繁忙的“太空高速公路” ， 用于通信、军事和科学交通 。 在这个高度 ， 绕地球一周大约需要90 - 120分钟 。 这个区域有足够大的物体 ， 任何人从地球上往上看 ， 可能每分钟就会看到一些东西穿过 。 因为在如此低的轨道上仍然有一缕薄薄的大气 ， 大气阻力限制了 LEO 中任何物体的寿命 ， 这意味着物体分解得更快 。 但它接近地球意味着通信几乎没有延迟 。 了解这一点很重要 ， 因为卫星可以被发射到较高的 MEO（2万公里）和GSO（35786公里）区域 。 在这样的高度 ， 地球表面覆盖范围更广 ， 硬件承受的阻力更小 ， 所以使用时间更长 ， 需要的卫星更少 。 缺点是 ， 在这样的高度 ， 信号延迟是不可避免的 。 因此 ， 新的宽带服务充分利用了发射成本骤降的优势 ， 将数千颗小型卫星送入低轨道 ， 在低轨道中 ， 传播延迟以毫秒为单位 ， 信号强度更强 。
由于如此多的卫星在如此低的、不稳定的轨道上运行 ， 我们可以预期会有大量物体落回地球 ， 在大气中燃烧 ， 向上层大气倾倒数千吨外来矿物和化学物质 。 这种做法的长期影响还有待发现 ， 但环保人士已经开始担心了 。
上图：地球轨道上的太空垃圾 。
他们的主要关切包括我们大气层中空间碎片的物理威胁 ， 以及更复杂的问题 ， 例如以业余和专业光学天文学的形式公开观测恒星 。 如此多的卫星星座遮蔽了我们的视野 ， 加剧了本已猖獗的光污染问题 ， 技术和观测探索也变得有问题 。 使问题更加复杂的是对长期科学研究的威胁 ， 包括对宽视场测量仪器和射电天文学的影响 。
综合所有这些因素 ， 毫不夸张地说 ， 我们正在做一个糟糕的权衡 。 我们正在用我们研究宇宙及其奇迹的能力 ， 换取地球表面更便宜、更快的通信 ， 并冒着对我们的星球造成物理伤害的风险 。
但这是我们应该在有生之年担心的问题吗？2008年只有2000颗活跃的卫星 ， 但最近不同公司发射的卫星数量翻了一番多 。 如果一切按计划进行 ， 预计到2030年 ， 卫星数量将达到10万 。 尽管环保人士建议我们紧急监管该地区 ， 并建立一个“交通足迹” ， 就像“碳足迹”一样 ， 但这些警告和建议并没有得到足够的重视 。
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