卫星报废后，碎片将何去何从？

段跃初 黄湘红

卫星在低地球轨道运行，随着时间的推移会逐渐失去高度，最终在与大气层剧烈摩擦中燃烧解体。在过去的几十年里，科学家们一度认为这是一个自然且无害的过程。然而，最新研究发现，这一现象可能会对臭氧层带来威胁。

国际期刊《科学美国人》近日发表题为《卫星巨型星座可能危及臭氧空洞的恢复》的论文指出，低地球轨道上不断增加的卫星数量，可能破坏保护性臭氧层的微妙平衡。

低地球轨道上的卫星在运行时，因与大气层摩擦，高度会缓缓降低，最终进入大气层，并在燃烧解体过程中释放出大量的气体和颗粒物。这些物质对臭氧层极有可能产生负面作用，从而增加地球表面紫外线辐射。过量的紫外线辐射可能诱发皮肤癌、白内障等多种疾病，同时给生态系统带来不利影响。显而易见，保护臭氧层对于维护地球生态平衡和人类健康至关重要。

数据显示，2016年至2022年间，卫星重返大气层造成的氧化铝污染增长了8倍。这些金属颗粒在平流层中持续积聚，可能破坏臭氧层，削弱其吸收紫外线辐射的能力。研究表明，在足够浓度下，氧化铝能够催化臭氧与氯气的破坏性反应，导致臭氧分子分裂。同时，氧化铝在这一过程中保持完整，能持续与臭氧反应，对臭氧层造成持续性破坏。

目前，近地地球轨道上有约8100个卫星在运行，美国太空探索技术公司 SpaceX发射的星链卫星占据了大部分，数量高达6000颗。而 SpaceX还计划在未来发射多达4.2万颗卫星，以构建其庞大的互联网卫星网络。此外，亚马逊等全球其他公司也在积极筹备，计划发射上万颗近地轨道卫星。这些互联网卫星的寿命普遍较短，大约5年时间。科学家估计，当计划的卫星全部发射并达到报废期时，每年将有近360吨氧化铝颗粒落入地球大气层，这一数量比大气层正常存在的氧化铝颗粒数量高出6倍多。

面对这一新兴威胁，我们急需更新现有的监管框架，充分考虑卫星重返大气层的潜在影响。

1987年9月16日，联合国环境规划署在加拿大蒙特利尔召开国际臭氧层保护大会，通过了《蒙特利尔议定书》（以下简称《议定书》）。该议定书规定了受控物质的种类和淘汰时间表，要求各国逐步减少并最终停止生产和使用对臭氧层有破坏作用的氟氯烃等物质。《议定书》实施以来，在全球范围内成功地减少了消耗臭氧层物质的生产和使用，臭氧层破坏的趋势得到了有效遏制，为保护地球生态环境作出了重要贡献。

《议定书》的成功经验说明，通过全球协作，我们有能力应对复杂的环境问题。然而，现行的轨道活动规则似乎并未对这一棘手难题提供简便且有效的解决方案。

为了降低卫星衰减过程对臭氧层的潜在威胁，我们在卫星设计和制造过程中，应最大限度地减少有害物质的使用。当卫星寿命终结后，我们可以通过精准控制其燃烧过程，最大程度地减轻对臭氧层的破坏。此外，国际社会应当加强合作，共同携手研究和开发更为环保的卫星处理技术。

（作者段跃初系中国科普作家协会会员，黄湘红系湖南省科普作家协会会员）