科罗拉多大学博尔德分校凯尔西·辛普金斯 计算机生成的图像，代表从地球高轨道上可以看到的空间碎片
两个主要的碎片场是地球同步轨道上的环形物体和低地球轨道上的云状物体
信用:NASA 空间越来越拥挤
老化的卫星和空间碎片挤满了近地轨道，发射新的卫星增加了碰撞风险
根据一项新的研究，解决太空垃圾问题最有效的方法是不捕捉碎片或使旧卫星脱离轨道:这是一项国际协议，对每颗进入轨道的卫星向运营商收取“轨道使用费”
该论文的合著者、CIRES研究员、经济学家马修·伯吉斯说，轨道使用费也将增加航天工业的长期价值
他和他的同事在今天发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文中得出结论，通过降低未来卫星和碎片碰撞的风险，到2040年，每颗卫星的年费增加到大约23.5万美元将使卫星产业的价值翻两番
“太空是一种常见的资源，但公司在决定是否发射时，并没有考虑到他们的卫星给其他运营商带来的成本，”伯吉斯说，他也是科罗拉多大学博尔德分校环境研究助理教授和经济学附属教师
“我们需要一项政策，让卫星运营商直接考虑到他们的发射给其他运营商带来的成本
" 目前，估计有20，000个物体——包括卫星和空间碎片——正拥挤在低地球轨道上
研究人员说，这是最新的公地悲剧:每个运营商发射越来越多的卫星，直到它们的私人碰撞风险等于轨道卫星的价值
该论文的主要作者、米德尔伯里学院经济学助理教授阿克希尔·拉奥说，到目前为止，提出的解决方案主要是技术或管理方面的
技术修复包括用网、鱼叉或激光清除轨道上的空间碎片
卫星寿命结束时脱离轨道是管理上的一个难题
最终，像这样的工程或管理解决方案不会解决碎片问题，因为它们不会改变对运营商的激励
例如，清除空间碎片可能会促使运营商发射更多卫星——进一步挤压低地球轨道，增加碰撞风险，并提高成本
“这是一个激励问题，而不是工程问题
关键是要把激励机制做好，”饶说
饶和他的同事发现，解决空间碎片问题的一个更好的方法是征收轨道使用费——对轨道卫星征税
“这和发射费不一样，”拉奥说，“发射费本身不能诱使运营商在必要时让他们的卫星脱离轨道，造成损害的不是发射而是轨道卫星
" 轨道使用费可以是直接费用或可交易的许可证，也可以是特定轨道费，因为不同轨道的卫星会产生不同的碰撞风险
最重要的是，每颗卫星的费用将被计算，以反映将另一颗卫星送入轨道的行业成本，包括额外碰撞风险和空间碎片产生的预计当前和未来成本——运营商目前没有将这些成本纳入其发射考虑
“在我们的模型中，重要的是卫星运营商要为强加给其他运营商的碰撞风险付出代价，”丹尼尔·卡法恩说，他是科罗拉多大学博尔德分校的经济学教授和RASEI研究员，也是该论文的合著者
这些费用将随着时间的推移而增加，以解释清洁轨道价值的上升
在研究人员的模型中，最佳费用将以每年14%的速度增长，到2040年达到每颗卫星每年大约23.5万美元
研究人员发现，为了让轨道使用费方法发挥作用，所有发射卫星的国家都需要参与——大约有12个国家用自己的运载火箭发射卫星，30多个国家拥有卫星
此外，每个国家将需要对进入轨道的每颗卫星收取相同的单位碰撞风险费，尽管每个国家可以分别征税
各国已经在碳税和渔业管理中使用类似的方法
在这项研究中，饶和他的同事们将轨道使用费与一切照旧(即开放进入太空)和清除空间碎片等技术修复进行了比较
他们发现，轨道使用费迫使运营商直接权衡卫星的预期寿命价值和将另一颗卫星送入轨道并造成额外风险的行业成本
在其他情况下，运营商仍有动力奔向太空，希望在太空变得过于拥挤之前获取一些价值
研究人员发现，有了轨道使用费，卫星产业的长期价值将从正常情况下的约6000亿美元增加到约3万亿美元
价值的增加来自于减少碰撞和与碰撞相关的成本，例如发射替换卫星
轨道使用费也可以帮助卫星运营商提前解决太空垃圾问题
“在其他领域，解决“公地悲剧”往往是一场追逐巨大社会成本的游戏
但相对年轻的航天工业可以在成本上升之前避免这些成本，”伯吉斯说
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