過去幾十年來，我們向太空發射瞭如此多的衛星，以至於現在我們面臨著巨大的軌道垃圾問題。歐洲太空總署（ESA）在其《年度太空環境報告》中指出，目前有超過6600噸的太空垃圾漂浮在近地軌道（LEO），距離地球表面100至1200英里（160至2000公里）。

碎片可能從衛星等太空船上脫落，並在軌道上分解成微小但危險的碎片

根據美國國家航空暨太空總署（NASA）的數據，這一數字高於2023年估計的6,000噸。這是一個幾乎看不見卻又巨大的問題，因為「我們依賴衛星作為日常生活的資訊來源，從導航、電信、服務到地球觀測，甚至包括國防和安全，」歐空局局長約瑟夫·阿施巴哈爾表示。

太空垃圾由各種各樣的零碎物品組成。有些是有效載荷（例如運行中的衛星或校準儀器）在太空中爆炸或與其他有效載荷碰撞時產生的。還有一些是在有效載荷運行過程中故意釋放的物品，例如光學儀器的蓋子或太空人工具。火箭體，即運載火箭的軌道級，以及整流罩和發動機，也加劇了這個問題。此外，還有一些在軌解體事件（例如碰撞、爆炸以及太空船的磨損）產生的碎片。

從地球同步軌道外看到的太空垃圾群示意圖- 低地球軌道上的碎片雲也清晰可見（未按比例繪製）

即使是直徑只有一毫米的微小太空碎片，也能對太空船和衛星造成重大損害。歐空局清潔空間辦公室首席工程師蒂亞戈·蘇亞雷斯表示：“一厘米大小的碎片擁有與手榴彈相當的能量。”

現在想想，目前至少有120萬個尺寸大於1公分（0.4吋）的太空垃圾物體正在繞地球軌道快速移動。每一個這樣的物體都可能與其他物體相撞，並有可能在連鎖反應中產生數百塊碎片，我們稱之為凱斯勒效應。

此外，歐空局的碎片建模軟體工具MASTER顯示，在距離地球約340 英里（550 公里）高度的低地球軌道範圍內，碎片的數量大致與活躍衛星的數量相同。

自太空時代開啟以來，物體的數量及其總質量和麵積一直在穩步增長，導致運行有效載荷與空間碎片之間發生非自願碰撞。由於小型化和大型衛星星座的推動，日益增長的太空交通進一步加劇了鬆散碎片的可能性。 2024年發生了幾起重大碎片事件，以及幾起較小的碎片事件。這導致一年內物體數量大幅增加，至少有超過3000個新追蹤到的物體。

目前，尚無國際太空法要求清理低地球軌道上的碎片。然而，包括歐空局在內的各航太機構和行業機構都制定了關於減少碎片產生的指導方針和建議。這些指導方針和建議包括太空船設計的考慮，例如：

防止釋放與任務相關的物體（如鏡頭蓋和部署機制）

使用可最大限度降低操作期間和操作後碎片風險的材料和組件

採用不會產生碎片的可靠部署機制

設計太空船結構以最大程度地減少因內部能量源而解體的可能性

在原始設計中納入報廢處理能力

在任務結束時創建鈍化系統來中和能源（電池、推進劑）

設計可在重返大氣層時完全燃燒的太空船

歐空局計畫於2028年使用ClearSpace-1碎片清除太空船將手提箱大小的PROBA-1衛星（用於技術展示）從軌道上移除。該太空船由瑞士ClearSpace公司製造，重約112公斤，可以用四個「爪子」抓取太空垃圾。總部位於東京的Astroscale公司也提供零碎清除服務。這兩家公司都已與英國航太局簽訂合同，負責在明年之前移除一批已停止運作的英國衛星。

ClearSpace-1 碎片清除太空船捕獲Vespa 有效載荷適配器（現已廢棄的項目）的示意圖

如果這些計劃真的成功，它們將成為有史以來第一批真正的太空垃圾清理任務之一。要擴大此類行動的規模，即使只清理掉低地球軌道上海量垃圾中的一小部分，都將非常困難，而且需要很長時間。

希望隨著發射變得越來越便宜和更容易，我們將看到更多的垃圾在軌道上清除——同時還有雄心勃勃的計劃，利用衛星實現全球互聯網接入和將太陽能傳送到地球等。