西班牙网友讨论：在地球轨道上有多少垃圾碎片？保护太空环境的重要性

¿Cuántos objetos hay en órbita? La importancia de proteger el medioambiente espacial
Por Daniel Marín, el 23 abril, 2022

在地球轨道上有多少垃圾碎片？保护太空环境的重要性
作者 Daniel Marín，2022 年 4 月 23 日

En los últimos años el número de satélites que orbitan la Tierra no ha parado de crecer. Los factores que han contribuido a este hecho son dos, principalmente. Por un lado, tenemos la revolución de los satélites de pequeño tamaño —minisats, microsats, nanosats, picosats, etc.— que ha permitido que un enorme número de pequeñas empresas, instituciones de todo tipo o universidades puedan diseñar y lanzar sus propios satélites. Una revolución que se ha apoyado además en los avances en miniaturización electrónica. Por otro lado, tenemos la irrupción de las megaconstelaciones y constelaciones como modelo de negocio. La megaconstelación Starlix de SpaceX es sin duda el ejemplo más llamativo y famoso, con 2388 satélites lanzados en apenas cinco años (de los cuales hay en órbita actualmente 2150). Otros factores son la irrupción de China como uno de los países que más lanzamientos orbitales lleva a cabo cada año y la ampliación de la oferta de lanzamiento en forma de nuevos lanzadores o misiones rideshare. Con tantos satélites en órbita, cada vez son más voces las que piden algún tipo de regulación internacional. Porque no olvidemos que, por cada satélite activo, siempre vamos a tener una mayor cantidad de satélites no operativos y basura espacial. Pero, ¿cuántos objetos hay en órbita?
Número de objetos en órbita según su tamaño (ESA).

近年来，围绕地球运行的卫星数量并没有停止增长。造成这一事实的因素主要有两个。一方面，我们经历了小微型卫星的革命——小型卫星、微型卫星、纳米卫星、皮卫星等等——这使得大量的小企业、各种机构或大学都能够设计和发射自己的卫星。电子设备小型化的进步也支持了这场革命。另一方面，我们看到了巨型星座系统作为商业模式的出现。SpaceX 的 Starlix 巨型星座无疑是最引人注目和最著名的例子，它在短短五年内发射了 2,388 颗卫星（目前在轨的数量为2,150 颗）。有这么多卫星在轨，越来越多的声音要求进行某种国际监管。因为我们不要忘记，对应于每一颗活跃的卫星，轨道上总是会有更多的未在运行状态的死卫星和空间碎片。但是现在究竟有多少物体在轨道上呢？



根据大小在轨道上的物体数量（来源：欧空局）

Para responder a esa pregunta, nada mejor que el último informe anual del estado del medioambiente espacial, publicado por la Agencia Espacial Europea (ESA). Actualmente, hay unos treinta mil objetos conocidos en órbita, la mayoría de ellos fragmentos de basura espacial. Y aquí hay que subrayar «conocidos», porque los objetos más pequeños, que son los más numerosos, escapan a los radares y a las observaciones ópticas. Por este motivo, su cantidad solo la podemos estimar, aunque la ESA calcula que debe haber más de un millón de objetos con un tamaño superior al de un centímetro (suficiente para, por ejemplo, perforar un traje espacial), mientras que el número de objetos mayores de un milímetro sería de unos 129 millones. De esos treinta mil objetos conocidos, 18000 están en órbita baja (LEO) y casi 900 en órbita geoestacionaria (GEO). Y de los 18000 objetos en LEO, únicamente 5963 son satélites propiamente dichos, mientras que el resto son etapas propulsivas —unos 900 objetos—, restos de cohetes y de sistemas de despliegue de satélites, así como basura espacial variada. En cuanto a la masa total de objetos en órbita, hay 3524 toneladas en LEO, de las cuales 2182 toneladas son satélites, mientras que en GEO tenemos 2579 toneladas, con 2446 toneladas de satélites.
Número absoluto de objetos en órbita. Se aprecian la contribución de objetos debida a fragmentaciones, colisiones y pruebas ASAT (azul, PF) y el incremento en los últimos años de satélites de megaconstelaciones (PL) (ESA).
Distribución de la evolución de objetos según el tipo de órbitas. Se aprecia el enorme incremento de fragmentos y satélites en LEO (ESA).

要回答这个问题，没有什么比最新的太空环境状况年度报告更清楚的了，它由欧空局 (ESA) 定期发布。目前，轨道上已知的物体约有三万个，其中大部分是太空垃圾。在这里我们必须强调“已知”，因为最小的物体，也就是数量最多的物体，无法被雷达和光学观测发现。出于这个原因，对它的数量只能做大致的估计，欧空局估算至少有超过一百万个尺寸介于一厘米左右的物体（大到足以刺穿宇航服），而介于一毫米左右的物体大约为1.29亿个。
在这三万个已知物体中，有 18,000 个处于近地轨道 (LEO)，将近 900 个处于地球同步轨道 (GEO)。在处于近地轨道的 18,000 个物体中，只有 5,963 个是处于运行状态的卫星，其余的是推进级——大约 900 个——各种火箭和卫星部署系统的残骸，以及其他各种空间碎片。至于在轨物体的总质量，近地轨道上有3524吨，其中卫星2182吨，同步轨道上有2579吨，其中卫星2446吨。



在轨物体的绝对数量。由于碎片、碰撞和反卫星武器系统测试（蓝色，PF）以及近年来巨型星座卫星 (黑色，PL)的增加构成了对在轨物体的大部分贡献



根据轨道高度区分的在轨物体演化分布。其中近地轨道中碎片和卫星的大量增加值得关注



发射到太空中的物体总质量急剧增加

Aumento de la masa total de los objetos lanzados al espacio (ESA).
No obstante, de todos estos objetos, satélites activos únicamente hay unos cinco mil. Estados Unidos es el principal operador de satélites activos, con más de 3000 (dos tercios de esta cifra son Starlix). Le sigue China, con unos 500 satélites activos, y Rusia, con unos 170. Solo en 2021 se lanzaron 1777 nuevos satélites con una masa total de 699 toneladas, la inmensa mayoría pertenecientes a constelaciones o megaconstelaciones. Por contra, solamente reentraron 515 objetos, con una masa total de 102 toneladas, incluyendo 157 satélites.
Lanzamientos anuales de satélites según su tipo. Se aprecia el incremento debido a los pequeños satélites a partir de 2010 y, sobre todo, las megaconstelaciones a partir de 2018 (ESA).
La misma gráfica anterior, pero en función de la masa de los satélites. El azul de los Starlix, que actualmente tienen una masa de 306 kg por unidad, predomina (ESA).
Número de objetos según la altitud orbital y si son activos o no. Entre los satélites activos, destacan los satélites Starlix y OneWeb (ESA).

然而，在所有这些物体中，处于运行状态的卫星只有大约五千颗。美国是运行中卫星的主要运营商，拥有超过 3,000 颗（其中三分之二是 Starlix）。紧随其后的是中国，约有 500 颗在用卫星，俄罗斯约有 170 颗。仅 2021 年全球就发射了 1,777 颗新卫星，总质量为 699 吨，其中绝大多数属于星座或巨型星座。相比之下，只有 515 个物体、总质量为 102 吨、包括 157 颗卫星重新进入大气层。



按用途类型划分的年度卫星发射。由于 2010 以来的小型卫星以及最重要的是 2018 年巨型星座而导致的急剧增长值得关注



与之前的图表相同，但取决于卫星的质量。可以看到蓝色条块的目前每单位质量为 306 公斤的 Starlixs 占主导地位



根据轨道高度以及它们是否处于运行状态的物体数量。在活跃的卫星中，Starlix 和 OneWeb卫星星座系统占有显著位置



根据轨道高度分布的活动卫星。Starlix 和 OneWeb卫星星座系统再次脱颖而出

Distribución de los satélites activos según la altitud de la órbita. Una vez más, destacan los satélites Starlix y OneWeb (ESA).
Pero los objetos en órbita no aumentan solamente por los lanzamientos de satélites. También tenemos las colisiones —fortuitas o resultado de pruebas antisatélite (ASAT)—, las desintegraciones de objetos en órbita —etapas propulsivas que explotan, por ejemplo— y otros sucesos como la ignición de cohetes de combustible sólido en el espacio (que pueden dejar fragmentos relativamente grandes, aunque, afortunadamente, cada vez se usan menos en órbita). Por eso es tan importante limitar las pruebas ASAT y asegurarse de que las etapas superiores reentran controladamente. Del mismo modo, no todos los satélites son igual de problemáticos. Aquellos situados por encima de los mil kilómetros —como los de la megaconstelación OneWeb— pueden permanecer en el espacio durante décadas o siglos una vez terminada su vida útil, mientras que los que están a unos pocos cientos de kilómetros de altitud reentran en la atmósfera en el espacio de pocos años (el tiempo preciso depende de la masa y la forma del satélite, así como de la actividad solar). A pesar de que todavía estamos muy lejos de desencadenar un Síndrome de Kessler —o no, depende de a quién preguntes—, incluso si no se realizasen nuevos lanzamientos, el número de colisiones en órbita aumentaría durante los próximos siglos. Al ritmo de lanzamientos de hoy en día, podemos tener un escenario muy preocupante para finales de este siglo.
Predicción en el aumento de objetos de más de 1 cm en órbita debido a colisiones en el caso de que no haya más lanzamientos (gráficas inferiores) y en el caso de que continúen al ritmo actual (gráficas rojas) (la oscilación se debe al ciclo de actividad solar) (ESA).
Las buenas noticias son que, por el momento, la mayoría de nuevos satélites se lanzan en órbitas suficientemente bajas para garantizar una reentrada en el espacio de unos pocos años como máximo si el vehículo deja de funcionar. Además, la mayor parte de operadores hacen reentrar las etapas superiores de sus lanzadores de modo controlado, un factor que ha evitado que el número de objetos de basura espacial se dispare en los últimos años (las etapas tienden a explotar tiempo después de finalizar su vida útil). No obstante, el aumento de objetos debido a colisiones sigue siendo preocupante, por no hablar del impacto negativo de tantos objetos en otras áreas, como la astronomía, la radioastronomía o el patrimonio cultural. El espacio alrededor de nuestro planeta no es infinito y es un recurso limitado. Es hora de tomar medidas para proteger el medioambiente espacial cercano a la Tierra.

但轨道上的物体不仅是由于发射卫星而增加。我们看到还有互相碰撞——随机的或反卫星武器测试导致的结果——轨道上物体的解体——例如爆炸的推进级——以及其他事件，如太空中固体燃料火箭的点火（这可能留下相对较大的碎片，尽管幸运的是，它们在轨道上的使用越来越少）。这就是为什么限制反卫星武器测试并确保运载火箭的上面级能够以受控方式重新再入大气层如此重要的原因。同样，并非所有卫星都同样存在问题。那些位于 1000 公里以上的卫星——例如 OneWeb 巨型星座的卫星——在其使用寿命结束后可以在太空中滞留数十年或数百年，而那些在几百公里高度的则能够在几年的时间内重新再入大气层（确切的时间取决于卫星的质量和形状，以及太阳的活动）。尽管我们距离触发凯斯勒综合症还有很长一段路要走——或者不会，这取决于你向谁提出这个问题——即使没有进行新的发射，在接下来的几个世纪里，轨道碰撞的数量也会增加。以今天的发布速度，我们可能会在本世纪末看到一个非常令人担忧的情景。取决于你问谁——即使没有进行新的发射，在接下来的几个世纪里，轨道碰撞的次数也会增加。以今天的发射速度，我们可能会在本世纪末看到一个非常令人担忧的情景。（译注：凯斯勒综合征（Kessler syndrome）——由美国NASA科学家凯斯勒（Donald J. Kessler）于1978年提出的假说，该假说认为如果近地轨道运行的物体达到一定密度，这些物体碰撞产生的碎片就会造成更多的撞击，从而形成级联效应，导致近地轨道完全被太空垃圾覆盖，相当一段时间内无法使用）



在没有更多发射的情况下（下图）和在它们以当前速率继续的情况下太空中物体的增加速度（红色图）（振荡代表太阳活动周期）
好消息是，目前，大多数新卫星都被发射到足够低的轨道上，以保证在其失效后最多几年内就能再入大气层。此外，大多数运载火箭的上面级都能在地面操控下以受控方式重新再入，这一因素使近年来空间碎片物体的数量没有猛增（上面级往往在其寿命结束后很长时间内发生爆炸）。然而，由于碰撞导致的物体增加仍然令人担忧，更不用说如此多的物体对天文学、射电天文望远镜以及太空文化遗产等其他领域的负面影响。我们星球周围的轨道空间绝非无限而是非常有限和宝贵的资源。

Pedro dice:
Resulta inquietante que incluso sin lanzamientos la cantidad de objetos irá en aumento. Hay que empezar a tomar medidas de limpieza en serio, pero me temo que limpiar las órbitas va ser bastante caro y nadie se va a poner.

令人不安的是，即使不再新增，在轨物体的数量仍会增加。我们必须开始认真采取清洁措施，但恐怕清理轨道会非常昂贵且无利可图，而且没有人打算参与其中。

pochimax dice:
Me parecería interesante poder conocer si estamos ya en situación de poder crear un síndrome de Kessler a propósito o si todavía no hay suficientes objetos en órbita.
Los satélites de observación en órbita baja son una parte importante de cualquier escenario bélico actual. Una forma de igualar el campo de batalla sería efectuar un ataque ASAT bien estudiado que provoque una cascada destructiva en la órbita baja, eliminando todos esos satélites e impidiendo el lanzamiento de nuevos de reemplazo.
Pero es posible que todavía no estemos en ese escenario.

我会很想地知道我们是否已经能够故意制造出凯斯勒综合症，或者轨道上是否还没有足够多能达到这个程度的物体。
近地轨道上的侦察卫星是当前任何战争情景的重要组成部分。平衡战场的一种方法是发动经过充分研究的反卫星攻击，进入近地轨道主动触发破坏性级联，摧毁所有这些卫星并防止发射新的替代卫星。
但我们可能还没有到那个技术阶段。

Remy dice:
Me pregunto si no podrían pre-posicionarse satélites fake en determinadas órbitas, no explosivos y por tanto ¿legales?, pero pensados y diseñados específicamente para que al recibir el impacto de un arma ASAT se descompongan en fragmentos de gran número y con dimensiones y masas (de los fragmentos) que maximicen el posible efecto Kessler.

我想知道用以制造（碎片）最大化可能的凯斯勒效应的（攻击性）伪装卫星能不能预先部署在某些轨道上，它们不会马上爆炸，因此是合法的吗？

Jose Antonio Fernández dice:
Cualquier satélite que necesite combustible para maniobrar es explosivo en potencia, con lo cual da igual la legalidad o no sel satélite.
Pero eso es como poner un campo de minas en el mar. Las minas no suelen distinguir entre amigos y enemigos.

任何需要燃料进行机动的卫星都有潜在的爆炸性，因此它是否合法并不重要。
但这就像在海域中部署一个雷区，水雷通常不会区分敌军和友军。

pochimax dice:
Evidentemente no estoy pensando en las dos o tres potencias con porrones de satélites ahí arriba sino en el resto de la plebe de países.
Si fuese factible crear un Kessler, parece una buena estrategia de represalia por parte de países pequeños, independientes, no alineados, etc.

显然，我考虑的不是那里拥有巨大的卫星系统的两三个大国，而是其他小国家的团体。
如果有可能创建一个凯斯勒威慑系统，这似乎是这种独立和不结盟的小国的一个很好的报复性策略。

iomismo dice:
No creo que sea tan fácil lograr el famoso efecto Kessler, si bien hay simulaciones que dicen que es inminente, otras lo ponen en duda, por lo que como mínimo no es obvio.
En cualquier caso, entiendo que hay dos factores en contra, por un lado, para diseñar, construir y lanzar los satélites fisionables esos, seguramente necesites ya unas capacidades espaciales importantes y con ello te compensa más lanzar satélites útiles, con lo que tus incentivos pasan a ser anti-efecto kessler.
Por otro, los países (de momento) están todos en la superficie de la tierra y si la lías gorda en el espacio, siempre te pueden caer las bombas en tu palacio, al estilo Gadafi.

我认为要实现著名的凯斯勒效应并不容易，虽然有模拟说它迫在眉睫，但也有其他人对它提出质疑，所以至少它现在（能否实现）并不明郎。
无论如何，我知道有两个因素对你的观点不利，一方面，如果你能够设计、制造和发射那些爆炸性的卫星，那你肯定已经拥有很强大的太空能力，因此你可以通过发射有用的卫星提供更多补偿，这样你本身的立场应该站在是反对凯斯勒效应这边的。
另一方面，国家（目前）都在地球表面，如果你在太空中搞砸了，残骸总是会落在你的头顶上，典型的卡扎菲风格。

SB dice:
‘Necesario’ artículo de Daniel que invita a hacer examen de conciencia, como diría un cristiano, sobre el enorme daño medioambiental que, sin control, se está haciendo (también) a nuestro entorno espacial. El ser humano, visto como un tumor para este ‘ser vivo’ que es nuestro planeta es un razonamiento que tiene sentido cuando vemos los destrozos que el ser humano causa con muchas de sus actividades…
Habría que regular la contaminación de esta proliferación sin control de satélites y basura de todo tipo…
No soy optimista.

丹尼尔的“必要”文章，它邀请我们检查自己的良心，正如基督徒所说，关于我们的太空环境正在不受控制地造成的巨大环境破坏。人类，被视为我们星球上的“生物”肿瘤，当我们看到人类的许多活动造成的损害时，这个论点是有道理的……
有必要规范这种不受控制的卫星扩散和各种垃圾的污染......
但我并不乐观。

Decepcionado dice:
Limpiar no es rentable, no da dinero y nadie va a pagar.
Estamos soltando tanta basura en el planeta que dudo que a la humanidad le queden mil años.
Son las consecuencias de la cultura del dios dinero, el beneficio inmediato y «la codicia es buena»
Dentro de un millón de años quizás las hormigas dominen el viaje espacial
Para el futuro del planeta solo somos otra extinción mas.

太空清理无利可图，它不赚钱，也没有人愿意付钱。
我们在地球上都倾倒了如此多的垃圾，我怀疑人类最多还剩下一千年。
这是拜金主义文化、信奉攫取利润和“贪婪是好事”的结果。在一百万年后，也许蚂蚁将主宰太空旅行。对于地球的未来，我们只是又一次灭绝。

Fed70 dice:
Cierto. No ponen dinero suficiente para limpiar mares y ríos…

真的。他们甚至无法投入足够的资金来清洁海洋和河流……

Toopikatxu dice:
Ciertamente, un cambio sociocultural puede ayudar mucho �
Divulgar sobre estas basuritas hace percibir más el problema, aumentar la sensibilización… Y así rorar otros haceres. Al final, provoca cierto cambio cultural, de costumbres y hábitos.
Son cambios culturales y de referentes. Por ejemplo en la recreación y actividad física, hay quién desde hace muuucho recoje basura descontrolada como deporte en el medio.

当然，社会文化的改变会大有帮助
这些垃圾会使问题更加明显，提高认识......从而重新评估其他行动。最后，它会引起一定的文化变化，习俗和习惯。
它们是文化变化和参照物。例如在娱乐和体育活动中，很多人把收集长期未清理的垃圾作为一项运动。

LuiGal dice:
Desde luego ahora cuando veamos una estrella fugaz o un bólido no tendremos que pedir un deseo sino pedir saber a que objeto perteneció y quien lo lanzó al espacio para pedirle indemnizaciones si nos llegara a alcanzar o dañar de alguna forma.
Ya hubo precedentes.
Pide que no te caiga encima!

当然，现在当我们看到流星或是火球从天空中滑过时，我们不要急着许愿，而要问清楚它是属于什么物体以及是谁将它发射到太空中，如果它砸到人或损坏东西，我们会要求赔偿。
已经有先例了。
祈祷它不要落在你我身上吧！

FERNANDO GENERALE dice:
Excelente artículo como siempre, definitivamente creo que permitir constelaciones de satélites gigantes es una mala idea

一如既往的优秀文章，我绝对认为允许巨型的卫星星座是一个坏主意

Jx dice:
¿y si se produce una Eyección de Masa Coronal Solar en dirección a la Tierra tan fuerte
que queme todos los satélites en orbita terrestre, que pasaría?

如果发生在地球方向处的太阳日冕物质抛射如此强烈，以至于它烧毁了地球轨道上的所有卫星，会发生什么？

fisivi dice:
Se dispararían los precios de las brújulas�
En serio: Es una pregunta que debería hacerse viral, para que pensemos en tener alternativas a los satélites en muchos servicios que se han hecho imprescindibles.
Ese desastre sabemos que ocurrirá y parece probable en un tiempo breve (¿20 a 100 años?).

指南针价格会飞涨，大笑
说真的：这是一个应该广为传播的问题，我们应该考虑在许多已经变得必不可少的服务中使用卫星的替代方案。
我们知道这场灾难会发生，而且似乎很可能在短时间内（20 到 100 年？）。

Noel dice:
Los que no sepan leer mapas se extinguirán o seguirán a líderes capaces de leer mapas �
Yo aún tengo mapas de carreteras de toda Europa Occidental (algunos con más de 20 años, otros con 5). Y soy perfectamente capaz de intepretarlos, porque soy de la generación anterior al GPS, jajaja.

不会看地图的人会灭绝或者会看地图的人将成为他们的领袖，哈哈哈。
我仍然保留着整个西欧的纸质地图（有些已经超过了20年，还有些是 5 年前的）。而且我完全有能力判断它们，因为我来自GPS之前的一代，哈哈哈。

Juan Blanco dice:
A mi me parece que el único artilugio capaz de realizar una limpieza espacial efectiva tendría que ser una masa en órbita del mayor tamaño posible, de algún material esponjoso pero de suficiente resistencia y elasticidad para no fragmentarse, donde quedarán incrustados los objetos en órbita. Debería tener un sistema de propulsión de enorme eficiencia (hoy en día ninguno tiene bastante) para poder realizar múltiples cambios de plano orbital y altura, algo muy costoso energéticamente, y después de un tiempo hacerlo reentrar. Daniel habló hace años de proyectos como el motor de fragmentos de fisión, con un impulso específico teórico de ¡550.000 segundos!, y yo he visto cifras aún mayores en internet. Quizás algo así serviría. Hasta que no se consiga u otra cosa semejante sólo podemos tomar las medidas de contención de las que habla Daniel en la entrada, que desde luego tienen una importancia enorme.

在我看来，唯一能够进行有效空间清洁的装置必须是一个尽可能大的轨道物体，由一些海绵类的材料制成，但具有足够的阻力和弹性，不会碎裂，轨道上的垃圾将嵌入其中。它应该有一个非常高效的推进系统（今天还没有足够类似的）能够对轨道角度和高度进行多次改变并在一段时间后让它重新再入大气层，这在能量上将是非常昂贵的。几年前，丹尼尔曾谈到过裂变引擎之类的项目，理论比冲可以达到 550,000 秒！我在互联网上看到了更高的数字。到那时也许这样的事情会奏效。