从天而降的“太空垃圾”——每周1吨时代,责任由谁承担

从天而降的“太空垃圾”——每周1吨时代,责任由谁承担

2024年12月30日下午,肯尼亚南部马库埃尼县的穆库库村,一枚巨大的金属环从天而降。

直径约2.5米,重约500公斤。它的大小超过了村民的身高,刚刺入地面时仍然炙热。坠落时的冲击声如雷鸣般响彻,村民中有人甚至以为是“世界末日”。幸运的是,没有造成人员伤亡,但如果偏移数百米击中住宅或道路,结果可能会不同。

肯尼亚航天局宣布,这个物体被认为是火箭级连接的分离环。通常情况下,这种部件在重返大气层时会燃烧殆尽,或落入无人海域。然而,这个环保持完整地到达了农田。

起初,当局称其为“孤立事件”。然而,天上掉落人造物体的现象已不再是罕见的一次性事件。


重返大气层的警报是10年前的约7倍

根据《纽约时报》的报道,美国太空军前一年发出的重返大气层警报约为820次,比10年前的约110次大幅增加。

并非所有物体都会到达地面。大多数在与大气摩擦中加热、粉碎并燃烧殆尽。然而,随着发射次数和轨道上人造物体的增加,未燃尽部件的绝对数量也在增加。

根据欧洲航天局截至2026年7月底的统计,太空监视网定期追踪的物体约为4万6100个。地球轨道上的人造物体总质量超过1万7000吨。包括无法追踪的小碎片在内,直径1厘米到10厘米的物体约有120万个,1毫米到1厘米的约有1亿4000万个。

需要注意的是,“轨道上的太空垃圾”和“落到地面的太空垃圾”是同一问题的不同方面。

在轨道上,高速飞行的小碎片可能撞击卫星或宇宙飞船,而重返大气层时,部分可能到达地面或海上。前者涉及太空基础设施的安全性,后者则是地面的人命、财产和环境问题。

欧洲航天局表示,直径1米以上的中型物体大约每周重返大气层一次,而较小的追踪目标几乎每天都会返回。个人被直接击中的概率仍然极低。

然而,“概率低”并不意味着“不需要准备制度”。随着尝试次数的增加,罕见事故也可能成为现实。


为何难以准确预测坠落地点

轨道上的物体受到稀薄大气的阻力,逐渐降低高度。然而,上层大气的密度并不恒定。太阳活动和地磁变化导致其膨胀和收缩,物体受到的阻力也随之变化。此外,残骸的形状、姿态、旋转、材质和重量分布影响其轨道下降速度。

重返大气层的时间误差仅数分钟,物体就可能在地球上移动数千公里。预测精度在临近时会提高,但在相当长的时间内,坠落候选区域可能仍然是长条状的。

由于海洋占据地表的大部分,大多数物体会落入海中。然而,如果轨道经过人口密集地区,住宅区、农田、工厂和道路可能会受到影响。

此外,“燃烧殆尽”这一说法也并不简单。

铝制外板等易于熔化,而钛、不锈钢、耐热合金制成的部件,球形或圆柱形的压力容器则更容易存留。即使机体整体消失,数公斤到数百公斤的碎片也可能到达地面。


不仅仅是肯尼亚 金属片穿透住宅

2024年3月,美国佛罗里达州那不勒斯,一块金属片穿透了住宅的屋顶,损坏了天花板和地板。

后来的分析确认,这是一块从国际空间站抛弃的旧电池托盘的支撑部件。NASA预测托盘在重返大气层时会完全燃烧殆尽,但仍有约700克的部件残留。

虽然家人没有受伤,但碎片从住户附近经过。受害家庭向NASA提出了超过8万美元的赔偿请求,包括保险无法覆盖的损失和精神痛苦。

这一案例揭示了在损害发生后,“谁来支付,哪个制度负责,支付到何种程度”的问题。

2025年2月,SpaceX的猎鹰9号上段在欧洲上空失控重返大气层,波兰西部的多个地点发现了类似坦克的物体。第一个在企业场地发现,另一个在森林中被发现。

虽然没有报告重大人员伤亡,但需要确认坠落物、警察封锁、以及与航天机构和企业的核对。

未造成事故的案例很快从新闻中消失。然而,在现场,土地所有者、警察、消防、航天机构、军队和地方政府必须行动,调查残骸的安全性、燃料或有害物质的存在、所有者及回收方法。

即使损害较小,社会成本也不是零。


条约规定“发射国负责”,但问题不易解决

当太空物体在地面造成损害时,国际法提供了一个初步的答案。

1972年的《空间物体造成损害的国际责任公约》,即所谓的太空损害责任公约,对太空物体对地表或飞行中的航空器造成的损害,赋予发射国无过失的绝对责任。

即使是企业发射的卫星或火箭,国家也处于许可和持续监督本国太空活动的地位。

然而,受害者无法根据条约直接向企业或外国政府提出索赔。基本上,受害者的国家通过外交途径向发射国提出索赔。

如果残骸的来源不明,责任追究可能止步于第一步。当发射国、委托发射的国家和提供发射场的国家不同,“发射国”可能不止一个。

此外,在现代太空商业中,火箭公司、卫星运营公司、部件制造商、客户和保险公司可能分布在不同国家。条约上的国家责任、国内法上的企业责任、合同上的补偿和房屋保险的适用重叠,受害者难以看到全貌。

历史上著名的例子是1978年苏联的核动力卫星Kosmos 954在加拿大上空解体,放射性物质碎片散落广泛。

加拿大要求赔偿搜索和净化费用,1981年苏联支付了300万加元解决此事。然而,这样的国家间正式赔偿案例并不多。

条约的存在与快速且贴近的补偿制度之间存在距离。


社交媒体上爆发的“谁来支付”的不信任

 

《纽约时报》的文章被分享后,在Reddit等社交媒体上,围绕“责任和费用”的反应比对危险性本身更为广泛。

引人注目的是,宇宙企业获利的同时,事故费用可能转嫁给居民和纳税人的不信任。

“最终会通过保险处理,用户将以保费形式承担”这样的帖子,以及应让企业经营者直接承担责任的强烈意见不断涌现。对特定企业或经营者的批评中也夹杂着政治情感,显示出太空垃圾问题不仅是技术问题,还反映了对财富与权力、监管的不满。

另一方面,也有反驳称“地面损害极为罕见,文章是在煽动恐惧”。

实际上,目前个人被太空垃圾直接击中的风险远低于日常生活中的许多事故。落入海洋或无人区的比例也很大。这种谨慎的观点很重要,将太空垃圾描绘成如陨石般的持续威胁是不准确的。

然而,怀疑的反应中有部分断言“所有小型卫星都会完全燃烧殆尽”“太空垃圾造成的房屋损害一定会由保险补偿”,这些主张在不同条件下结论会改变。

保险的补偿范围因国家、产品和免责条款而异。社交媒体上也有特定保险公司将太空垃圾排除在外的信息,但仅凭文章评论无法确认真伪。

罕见事故更容易让猜测进入合同和法律制度的空白。


“无法进入太空”和“掉落到地面”是不同的问题

在社交媒体上,有人担心太空垃圾增加会导致连锁碰撞,使轨道无法使用,人类无法离开地球。

这与通常称为凯斯勒综合症的问题有关,但需要与地面坠落风险分开考虑。

在轨道上发生连锁碰撞的问题在碎片长期停留的高度带中变得严重。而低轨道物体相对较快返回大气层,因此有助于减少轨道上的垃圾。相反,重返大气层的次数和向大气中释放物质的次数增加。

也就是说,“不让其掉落而留在轨道上”和“全部燃烧返回大气”各自有不同的环境负荷。

近年来的研究表明,卫星或火箭燃烧时产生的氧化铝颗粒和金属成分可能在上层大气中积累,影响臭氧层和大气化学。

社交媒体上也有对此表示担忧的帖子。目前影响的规模仍不确定,但在大规模星座时代,不能简单地认为“没打到地面就没问题”。

此外,还有一些轻松的帖子要求提供重返大气层的应用程序或区域通知。虽然看似玩笑,但这实际上触及了实际问题。

即使专业机构在追踪物体,普通居民能获取的信息也有限。即使坠落地点的不确定性很大,也可以普及目击时不靠近、不触碰、联系警察或当局等行动指针。


在肯尼亚传播的补偿说法和“信息空白”

关于穆库库村的金属环,照片和视频迅速传播,关于火箭来源和补偿请求的各种说法流传开来。

有报道称其源自印度的太空计划,还有信息称肯尼亚政府已提出补偿要求,但肯尼亚航天局当时表示,尚未完成所有者的确认,调查仍在继续。

这种混乱显示了太空垃圾问题的核心。

即使从天而降的巨大人造物体,其表面也未必标有明确的所有者名。烧损或变形可能导致制造编号无法读取。即使从轨道数据中缩小候选范围,如果部件与注册信息没有充分关联,确认也需要时间。

在此期间,社交媒体上关于国籍或企业名的猜测被当作事实对待。急于追究责任可能导致错误的批评扩散。

需要的是发射国和运营商能够迅速共享重返大气层预测、机体构成、危险物质、识别信息的国际机制。


承担更多风险的是难以从太空开发中获益的地区吗

研究表明,不受控制的火箭段重返大气层的风险在全球并不均匀。由于轨道倾角和人口分布的关系,靠近赤道的纬度带国家可能承担相对较大的风险。

这里存在着围绕太空开发的不公平。

卫星通信、定位、金融、气象观测、安全保障等利益遍布全球,但发射和运营的决策集中在少数太空大国和大企业。

坠落地点的地区必须调查机体的所有者、封锁现场、向居民解释,并在必要时证明损害。

对于穆库库村的居民来说,金属环不是太空开发的成果,而是突然刺入农田的危险物。在谈论太空产业的增长时,不仅要将服务的使用者,还要将无意中承担风险的人视为利益相关者。


需要的是“不在坠落后再谈判”的制度

对策的第一步是彻底实施“燃烧殆尽的设计”,使其难以残留到地面。

可以在设计阶段降低生存率,例如分解耐热性高的大型部件、替换为熔点低的材料、使压力容器易于爆裂和解体。

第二是控制大型机体落入人口稀少的海域。保持推进系统的功能,选择重返大气层的地点。然而,控制重返大气层也有燃料、成本和故障风险,因此需要谨慎地批准豁免。

第三是将累积风险反映到监管中。

传统的安全标准主要集中在将单个机体产生的死亡风险控制在一定以下。然而,在短时间