太空垃圾的堆積是一個日益嚴重的問題，且不會很快就會消失，目前在地球軌道上有成千上萬的垃圾。一組研究人員提出了一個新奇的方法，提出向衛星運營商收取“軌道使用費”，認為這不僅有助於降低碰撞風險，還可能提升衛星產業的整體價值。

多年來在軌的無用航天器、火箭和衛星的積聚，給那些仍在運行的衛星帶來了巨大的風險。這些太空垃圾以17500英里/小時（28163公里/小時）的速度繞著地球旋轉，對目前在低地球軌道上的衛星和航天器構成了非常實際的威脅。事實上，這些年來，軌道上的太空垃圾曾多次對國際空間站上的宇航員構成威脅，他們已經無數次被迫躲避。

科學家們和工程師們在清理這個巨大的爛攤子時，提出了各種解決方案。這些方案包括配備魚叉的衛星來串聯碎片，引入獎勵負責任行為的太空可持續發展評級，探測和跟踪垃圾的太空圍欄，以及將垃圾攔截起來進行安全處置的網。

但隨著SpaceX公司的Starlink巨型衛星星座等項目的實施，這個太空區域只會變得更加擁擠，顯然需要一些大局觀的解決方案。在這項新研究的作者看來，為運營商建立正確的激勵機制，而不是試圖通過工程和事後的干預來解決這個問題，這將對確保更負責任地利用太空有很大幫助。

“這是個激勵問題，而不是工程問題，”研究主要作者、米德爾伯里學院經濟學副教授Akhil Rao說。“關鍵是要把激勵措施做好。”

Rao和來自科羅拉多大學波爾得分校的研究人員開發了一個模型，該模型考慮到了新衛星的預期壽命價值和通過其產生的額外碰撞風險給工業界帶來的成本。目前的情況是，運營商傾向於繼續發射衛星，直到他們的私人碰撞風險等於衛星的價值，但該團隊的模型探討了軌道使用費如何創造一種激勵機制，以確保航天器在壽命結束時得到妥善管理和處置。

“這和發射費用不一樣，”Rao說，“發射費用本身並不能誘導運營商在必要的時候讓衛星脫軌，造成損失的不是發射，而是在軌衛星。”

軌道使用費將像碳稅或漁業管理費一樣發揮作用，所有發射和運營衛星的國家都需要參與，並按每單位碰撞風險收取相同的費用，這樣的計劃才能發揮作用。它可以作為一次性付款或可交易的許可證，費用的計算方式可以是一次性支付，也可以是可交易的許可證，費用的計算方式與另一顆衛星進入軌道對工業界的成本相關聯，因為這需要更多的資源來減少碰撞風險。費用也可以根據運營商希望使用的軌道來決定，不同的軌道承載著不同的碰撞風險。

“在我們的模型中，重要的是，衛星運營商要為強加給其他運營商的碰撞風險支付成本，”科羅拉多大學波爾得分校經濟學教授、論文的共同作者Daniel Kaffine說。

作為研究的一部分，研究人員還預測了引入軌道使用費將如何影響整個衛星產業的價值。由於碰撞和相關成本的減少，例如更換損壞的衛星等，他們團隊估計，該行業的價值將從6000億美元增加到3萬億美元左右。與此相呼應，以及清潔軌道價值的上升，費用也會增加。該團隊發現，最佳的上漲幅度為每年14%，這意味著到2040年，每年的收費將相當於每顆衛星每年約23.5萬美元。

“在其他領域，解決’共享空間的悲劇’往往是一場追趕的遊戲，需要付出巨大的社會成本。”研究合著者、來自科羅拉多大學波爾得分校的Matthew Burgess說。“但相對年輕的太空產業可以在這些成本升級之前避免這些成本。”

這項研究發表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)雜誌上。