一项最新研究表明，气候变化可能对未来的卫星使用构成严重威胁，并可能大幅减少地球轨道上能够安全运行的航天器数量。

发表在《自然·可持续性》杂志上的一项研究发现，全球变暖正在导致太空碎片在地球上方停留更长时间，从而减少了运行中卫星的空间，并对地球轨道空间的长期使用构成日益严重的问题。

温室气体排放的双重效应

麻省理工学院航空航天学系博士候选人、该研究的作者威廉·帕克解释说，人类活动产生的温室气体增加，虽然对地球的低层大气产生变暖效应，但对高层大气的影响却恰恰相反。温室气体排放的辐射正在导致地球的高层大气冷却。

“我们基本上正在损失高层大气的能量，这导致了冷却和收缩，”帕克说。他补充道，这种冷却效应导致高层大气长期收缩——类似于气球在冰箱中收缩。

太空垃圾滞留，轨道空间拥挤

通常情况下，高层大气会缓慢地将太空碎片从地球的低轨道拉出。但是，冷却和收缩效应正在减少热层中的阻力，导致太空垃圾停留更长时间。

帕克表示，这些碎片对每一颗在轨卫星都构成威胁。“只要它在那里，它就是一个持续的危险。”

目前地球的低轨道上存在“大量的碎片”，帕克一直在研究靠近地球的航天器的动态。这些碎片是由碰撞、卫星之间的爆炸以及过去几十年发生的反卫星武器试验造成的。帕克说，有成千上万块太空碎片在轨道上，但如果算上小于10厘米的小碎片，这个数字将达到数百万。

太空碎片在高层大气中停留的时间越长，空间就越拥挤。而地球的轨道空间是有限的。“今天的运营环境非常复杂，”帕克说。

卫星数量或将大幅减少

研究人员表示，在高排放情景下，到本世纪末，温室气体排放的增加可能会使能够安全绕地球运行的卫星总数减少高达66%——相当于2500万到4000万颗卫星。

清理太空垃圾的昂贵代价

在太空领域运营的实体可能需要越来越多地进行主动的碎片清除工作，而仅仅一次操作可能需要花费数千万美元，并且需要发射一颗卫星来清除碎片，帕克说。

美国联邦通信委员会的规定

2022年，美国联邦通信委员会通过了一项规定，要求从美国发射的每一颗卫星都必须能够在任务结束后五年内自行脱离轨道。

减少排放，保护地球与太空

帕克表示，大幅减少温室气体排放对于防止太空操作出现进一步的复杂情况至关重要。“减少温室气体排放不仅有助于地球，而且还有可能保护我们免受太空长期可持续性问题的困扰。”