报告安排
报告第一部分介绍了卫星服务于大型卫星星体的现状，列出了可能产生的负面影响并分析了目前的管理机制与危机管理状况。第二部分与第三部分分别阐述了大型卫星星体对大气的影响及对地面和空间观测的影响。第四部分阐述了轨道碎片对卫星构成的威胁，并提出了缓解这一危机的技术和方法。最后一部分提出了由相互关联的政策选择组成的政策框架，以帮助决策者管理大型卫星星体带来的日益增长的负面影响威胁。
报告内容
报告强调截至2022年春季，在轨卫星将近5500颗，据估计到2030年，将再发射58000颗卫星。越来越多的星体将带来以下三个主要问题：一是轨道碎片增加。太空碎片会损坏卫星，影响商业服务、科学观测和国家安全。二是大气影响。火箭发射和卫星重返大气层会产生影响大气温度和消耗臭氧层的微粒和气体。三是观测受限。卫星可以反射阳光并传输阻碍自然现象观测的无线电信号。
就轨道碎片问题而言，数十年的太空活动已经导致轨道上堆积大量碎片，且很多是不可追踪的，而报道强调低轨道上大约5至100毫米的碎片由于难以追踪而具有最大的碰撞风险，可能会导致卫星失效。为此，报告提出三类措施降低风险，分别是提高空间态势意识，以确定空间物体的特征；减少新碎片的产生；改变、移除或重新利用现有残留物。
就大气影响而言，由于火箭发射产生的排放物将会延伸至地球上层大气，尽管不同材质的卫星会带来不同程度的影响，具体效果未知，但随着卫星发射的次数增加，这些排放物可能会改变平流层的温度，消耗臭氧层。此外卫星解体还会造成人员伤亡危险，卫星数量的增加将会直接提升这一风险。为缓解上述影响，专家需要进一步精准收集与观测数据，建立数据库共享数据，并设立和更新卫星设计相关标准。
就观测问题而言，卫星的阳光反射会影响天文学和天基科学任务。光学望远镜用大镜子或光学器件收集光线，并用探测器捕获图像，而过多的卫星反射光线将影响观测。对于天基科学而言，卫星可以遮蔽或阻碍观测，其影响和缓解措施尚不清楚。此外，卫星使用无线电传输与地球上的控制站和用户进行通信，这些传输长期以来一直影响天文学研究。对此，卫星运营商和天文学家正开始探索通过使卫星变暗的技术以及帮助天文学家避免或过滤光反射来减轻这些影响，并希望加强对卫星天文台的保护。
为了综合应对大型卫星星体带来的一系列问题，本报告提出一个旨在管理大型卫星星体潜在风险影响的政策框架，包含四个政策选项，一是提升知识与开发技术，政策制定者可以支持对潜在影响程度的研究，以及开发有效的技术来解决这些问题；二是改进数据共享政策，制定者可以促进改进卫星星体相关信息的数据共享；三是制定标准、法规和协议，决策者可以制定适当的标准、法规及协议，以帮助减轻卫星星体的潜在影响；四是改善组织和领导，政策制定者可以建立组织和领导结构，更广泛的组织和领导结构更容易地将利益相关者召集起来处理危机。报告强调，如果独立实施这些政策选择，可能效果不如预期，因此需要在面临不同情况时，政策制定者要将不同政策选项结合起来，减少或管理该领域持续存在的不确定性，同时还必须平衡来自全球多样化利益需求，在这个复杂和快速变化的环境中采取有效行动。
原文链接：https://www.gao.gov/products/gao-22-105166
文章来源｜GAO
编译｜侯云溪
Last modified: 2022年 10月 11日
