空间碎片：问题与解决方案

1.碎片的物质组成

“空间碎片”或称轨道碎片，指的是滞留在外层空间的非功能性的航天器、火箭的脱落部分、航天活动所产生的各种生成物、卫星和火箭爆炸或相撞所形成的残片等。

自从1957年前苏联第一颗人造地球卫星发射升空以来，已有20多个国家和国际组织先后进行航天发射与飞行，已经发射了6600余个各类航天器，总重20000t。俄罗斯的发射次数和发射数量最多，达3494个各类航天器（包括前苏联发射的数量）；美国居第二位，发射了1767个航天器；日本居第三位，发射了114个航天器；中国居第四位，发射了112个航天器。

航天事业50多年的发展和改进，形成了一批技术成熟的运载火箭系列，包括俄罗斯的“联盟”系列、“质子”系列、“宇宙”系列，美国的“德尔塔”系列、“大力神”系列、“宇宙神”系列，欧洲的“阿丽亚娜”系列以及中国的“长征”系列等。发射数量最多、种类最齐全的是俄罗斯的“联盟”系列火箭，共计发射了1675次。国际宇航科学院的资料显示，当前在近地轨道上已经注册的空间物体有8600个，其中处于有效工作状态的有500个左右，还有可以观测到的非注册性的空间飞行物体近1000个。在轨航天器的重量多在1kg～20t不等，俄罗斯和平号空间站的重量超过115t。这些在轨航天器有75％已完成了自己的使命并被放弃。50多年来，人类在外层空间留下了数千个大型物体、数万个中小型碎片和数千亿的微粒物质。在目前可被地面观测并测定轨道的9600多个空间物体中，只有6％是仍在工作的航天器，其余均为空间碎片。无法被地面观测到的、直径大于1cm的空间碎片数量超过11万个，大于1mm的超过4000万个。这些碎片的总重量约3000t，且数量以每年2％～5％的速度递增。

空间碎片平均飞行速度为10km／s，大部分集中在非常重要的自然资源——近地轨道和静止轨道上。近地轨道是航天活动集中的地方，地球观测、科研、通信卫星以及空间站一类的永久性载人空间结构等都运行在近地轨道上，近地轨道上已经拥挤不堪，以至于两个空间物体相距不到50km。静止轨道是一个南北宽50km、高30km的三维带或环。按照空间碎片的增长速度，到2300年，任何东西都将无法进入太空轨道。

空间碎片大体由四种类型的物质组成：失效的有效载荷、航天器发射和飞行过程中的废弃物（以下简称运营碎片）、碎裂物和微粒物质等。

（1）失效的有效载荷 失效的有效载荷曾经是使用中的有效载荷，但后来用户对之失去控制。在外层空间可跟踪物体的数量大约有7000多个，其中已失效的有效载荷占可跟踪物体总数的20％左右，运营碎片占26％左右，碎裂物占49％。

（2）运营碎片 运营碎片是指那些在发射和飞行过程中使用过的物品。在太空时代最初的25年里，航天器设计者们基本上都不考虑他们的工作会对太空环境带来的影响。发射设备和载人飞行运载火箭，除了把航天器送入轨道外，每次还会在轨道上留下一个或更多个用完的火箭级段。1984年日本发射一颗气象卫星时，就在低轨道（高170～535km）、大椭圆轨道（高175～36720km）和地球同步圆轨道（高35785km）各抛下了一级火箭，其中两个分别于1984和1994年落回地面。到1998年，仍有一些无用的上面级在轨道上“兜圈子”。另外，还经常有一些小型零部件被抛入空间，如星箭分离所用的爆炸螺栓、卫星包带和弹簧等。俄罗斯的一些航天任务一次就在各个轨道上抛下60多个不同的物体。1965年，在美国首次太空行走过程中，双子星座4号飞船的宇航员爱德华·怀特失手丢掉了一只手套。该手套随即以28000km的时速“入轨”。和平号空间站在其在轨运行的前10年里，向太空丢弃了200多个物体。在更高的轨道上运行的碎片，有火箭壳体、远地点发动机、火箭头锥体、有效载荷分离设备、防热层、窗户和镜头盖、未使用完的推进剂和凝固的污水等。在所抛弃的设备中，最大的可能当属欧洲太空局（简称欧空局）阿里安火箭所用的一种一箭多星发射支架。这种称为“阿里安双星发射外部支撑结构”的装置直径达4m，重300kg。还有一种特殊的威胁来自50颗使用了放射性材料的卫星。这些卫星装有核反应器，1978年，前苏联的宇宙954号核动力卫星带着30kg浓缩铀坠落到加拿大北部。

在低轨道上（高250～500km），抛下的碎片会很快落入大气层中烧毁，但高轨道上的碎片带来的麻烦难以解决。

（3）碎裂物 碎裂物是空间物体遇到爆炸、碰撞产生的空间碎片。目前已发现大约有100多颗卫星破碎后，产生的碎片滞留在2000km以下的轨道上。有相当一部分碎片的尺寸在1mm～1cm之间，无法跟踪。有关国家或组织之所以进行爆炸，一是为了防止一些卫星整体返回地面，二是进行武器试验。有些爆炸是由于推进系统出了故障引起的，而有些爆炸的原因还有待进一步查明。到目前为止，大于0.1mm的空间碎片的最大来源是卫星和火箭的解体。自1961年以来，已有150多颗卫星（这里的“卫星”概念是广义的，指所有被送入轨道的物体）在轨道上爆炸或解体，撒下了10000多个可以跟踪到的碎片。

1994年美国发射的一枚飞马座火箭的上面级，于1996年6月3日发生了爆炸，在250～2500km的高度范围内产生了“创纪录的”一大片“碎片云”，其中有700多个可跟踪到的碎片。仅此一个事件就使在“爆炸现场”25km以下的轨道上运行的哈勃太空望远镜受到撞击的概率陡增了一倍。1997年2月在对哈勃望远镜进行第二次在轨维修时，宇航员们注意到哈勃的观测设备上有许多麻坑，一根天线上还有一个洞，这显然是由空间碎片撞击造成的。

碰撞产生的空间碎片比爆炸产生的空间碎片对使用中的有效载荷的威胁要大，因为碰撞产生的空间碎片数量比爆炸产生得多，而且太小无法跟踪。

（4）微粒物质 微粒物质是航天器载人飞行过程中排放出的微粒物质，包括各舱室的泄漏物、重分子排放气体、废水、加热液化器系统和反作用控制系统发动机工作过程中的排放物。微粒物质的大小不同，在1～100μm之间，是由许多微粒和气体等物质组成的。这类物质中大部分是固体氧化铝微粒。估计目前在外层空间有100亿到数千亿微粒。

轨道上微小颗粒的另一来源是航天器材料的长期自然降解。在近地空间有数以百万计的微小漆粒。专家们发现，微小的漆片与许多旧航天器和火箭箭体相伴而行。由于存在相对轨道运动，这些漆片位于航天器的前方，而不是跟在后面（碎片在落向地面时速度会加快）。这些碎屑绝大多数不能为探测器所发现。但偶尔也有一些是从防热毡和碳基部件上掉下来的，这类碎片因尺寸较大而可以被探测到。例如，美国航宇局的宇宙背景探测卫星，莫名其妙丢下的至少80个可跟踪到的物体，就是些较大的漆屑。

2.碎片的危害

空间碎片速度可达10km／s甚至更高，其破坏威力是非常巨大的。以下是碎片造成的危害案例。

1）美国航天飞机“挑战者”号与一块直径0.2mm的涂料剥离物相撞，导致舷窗被损，前舱被撞出一个豆大的洞，只好停止飞行。

2）1991年9月15日，美国发射的“发现者”号航天飞机差一点与前苏联的火箭残骸相撞，当时“发现者”号与这个“不速之客”仅仅相距2.74km，幸亏地球上的指挥系统及时发来警告信号，才避免了一场灾难事故。

3）1992年11月8日，一颗半吨重的失效卫星“宇宙”1508号，以3km／s的速度，在与俄罗斯“和平号”空间站距离仅300m处擦肩而过。1997年9月15日，“和平号”再次遇险，与废弃的美国军用卫星MSTI—2在相距470m的地方交错飞过。

4）1996年11月24日，正在太空中执行任务的美国航天飞机“哥伦比亚”号也遭到太空垃圾的袭击，给航天器的窗口留下几处伤痕。

5）1986年，“阿丽亚娜”号火箭进入轨道后不久爆炸，形成了564块10cm²大小的残骸和2300块小碎片，这些残骸使两颗日本通信卫星丧失功能。

6）俄罗斯的“宇宙”1275卫星在与太空垃圾相撞后发生爆炸。

7）NASA的官员和专家公布了航天飞机66次飞行任务后，发生在表面的撞击损伤数量的统计。每次航天飞机任务产生撞击坑的数量并不均衡，最多600多次，最少几十次。另外还给出了STS—91任务过后航天飞机表面的撞击坑分布，其中大于1in（约2.54cm）的撞击坑达45个。截至2001年，由于受空间碎片撞击出现破损，航天飞机共更换了80次舷窗。航天飞机上发现的最大损伤是亚特兰蒂斯号在执行STS—45飞行任务后其右翼迎风边上缘的两处损伤，尺寸分别为4.8cm×4.1cm和1.0cm×2.54cm。航天飞机在执行STS—86飞行任务后，曾遭受了两次严重的空间碎片撞击，被撞击的部位是辐射器前端辐射板附近的外部管路。发生在辐射板管路上的撞击穿透了管路外部的隔热层，划出一条6.4mm的缝隙，在管壁上留下一个半径为0.8mm、深为0.47mm的撞击坑。撞击部位管壁厚度为0.9mm。如果这次撞击再严重一点，辐射器管路将被击穿。

8）早期哈勃望远镜的整个太阳翼上遭受到5000～6000次碎片的撞击，撞击坑（孔）直径从3_μm～7mm不等，其中太阳翼完全穿透的数量达150个。美国的长期暴露装置（LDEF）在轨运行5.75年，被航天飞机回收后通过地面检测发现的撞击坑达34000个，其中直径大于0.5mm的达5000个。

9）1996年7月24日，法国的樱桃卫星被阿里安1火箭的上面级碎片击中，一度导致卫星失控。这是得到国际公认的由空间碎片撞中航天器的案例。

10）2005年1月17日，在南极上空885km的高度，美国雷神火箭的废弃物与长征四号火箭的碎片相撞，撞击后前者被一分为四，后者的近地点轨道下降了14km。

11）1981年7月24日，前苏联的宇宙1275卫星在977km的高度破碎成200多块可跟踪碎片。据推测，这次事故很有可能是由于卫星遭到了碎片的超高速撞击。

12）地球周围卫星数量增长会带来各式各样的后果。美国航天飞机在轨道上时不时地要通过规避机动来躲避已被遗弃的大型卫星，其8个窗口常常被高速碎片撞得麻麻点点，所以每次飞行后平均都要更换其中的一个。任务策划人员在选定航天飞机飞行中的取向时越来越多地要考虑撞击威胁问题。

碎片最有可能的来袭路线是航天飞机飞行方向左右侧30°～45°的轨道面。所以，如对取向无特别需要，宇航员总是让航天飞机最怕撞的表面不对着这些撞击威胁最大的方向。

13）1996年7月发生了首例有记录的两个在册空间物体间的意外撞击事件。相撞双方一方是法国的一颗军用卫星，另一方是欧洲一火箭箭体10年前发生爆炸时产生的一块碎片。这块碎片以近15km／s的速度撞到了卫星的姿控吊杆上，地面控制人员通过艰苦努力，才使受伤的卫星得以继续坚持工作。

3.各国对碎片的研究

1993年由美国、俄罗斯、欧盟发起成立了机构间空间碎片协调委员会（IADC），中国政府于1995年加入。IADC目前已举行了23次国际会议，并定期向联合国和平利用外层空间委员会汇报。

（1）研究领域 国际上开展的空间碎片研究主要集中在四个领域：空间碎片观测、空间碎片环境与数据库、空间碎片防护和空间碎片减缓。

1）空间碎片观测。这一领域的研究是指利用地基观测手段（如相控阵雷达和光学望远镜）得到空间碎片的轨道数据，并对其进行编目。美国检测和管理的空间碎片数量最多，达9000多个；俄罗斯次之，达5000多个；欧空局正在制订庞大的观测计划，有望在不久的将来在空间碎片观测上扮演重要角色。

2）空间碎片环境与数据库。这一领域的研究主要是指利用地基的观测数据和天基的探测数据获得空间碎片的分布，并建立工程环境模型和相应的数据库。地基观测手段只能观测到较大尺寸的碎片（如10cm以上），而小的空间碎片只能通过天基探测和对返回航天器表面进行检测得到相关的数据。美国、欧空局和俄罗斯相继开展了天基探测活动，取得了大量关于小空间碎片分布的数据，并分别开发了ORDEM系列、MAS—TER系列和SDPA等空间碎片环境工程模型。

3）空间碎片防护。这一领域的研究是指通过在航天器上开展防护结构设计来抵御空间碎片的撞击，利用较少的质量代价获得尽可能高的防护能力，从而提高航天器的可靠性和生存能力。国际空间站的多个舱段都实施了以WHIPPLE防护结构为代表的结构防护，最大可抵御1cm以上空间碎片的撞击，整体防护能力得到大大加强。国际空间站上数百种的防护结构设计基本上都是基于传统的WHIPPLE防护结构的变体，集成了国际上在防护领域取得的最新研究成果。以防护结构的设计为牵引，许多国家和组织在空间碎片风险评估、超高速撞击地面试验和数值仿真等方面也取得了长足的进展。

4）空间碎片减缓。这一领域的研究是指通过在航天器的全寿命周期内采取一定的措施，减少空间碎片的产生，并降低对太空及地面的危害，遏制空间碎片增长的态势，净化空间环境，保障人类航天活动的可持续发展。如运载火箭在执行任务后对剩余推进剂进行排空处理，解除爆炸的隐患；同步轨道卫星在执行任务后进行离轨操作，为后续的发射任务提供宝贵的轨道资源；减少航天器发射和在轨运行中操作性碎片的产生等。美国、欧空局和俄罗斯已在相关方面开展了空间碎片减缓工作，并初显成效。

（2）观察空间碎片系统 观察空间碎片系统采用先进的空间目标跟踪网络和相应的传感器系统。目前的空间目标跟踪网络主要有美国的空间监视网络（SSN）和俄罗斯的空间监视系统（SSS）。这些网络所使用的先进传感器包括大范围成像雷达（LRIR）、德国应用科学研究所（FGAN）的跟踪成像雷达（TIRA）、“干草堆”（Haystack）辅助雷达（HAX）以及美国航宇局的“金石”（Goldstone）雷达、CCD碎片望远镜（CDT）和液镜望远镜（LMT）等。利用以上监测系统和设备可以获得低地轨道上尺寸大于1cm的空间碎片的分布特征。例如在1999年利用美国的“干草堆”雷达和德国的跟踪成像雷达所进行的24h束场（Beam-Park）实验中，通过探测穿过一定直径雷达波束的空间碎片获得了低地轨道上厘米尺寸碎片的空间密度随轨道高度的分布特征。

美国的空间监视网和前苏联的空间监视系统保持着对约10000个“居留天体”的正式记录。两大系统中共有50部雷达及光学和光电探测器，每天平均进行15万次观测，以保持对这些物体的跟踪。它们能探测到低轨道上10cm大小和地球同步轨道上1m尺度的碎片。

不同高度处，被跟踪物体的空间密度是不同的，其中以850km、1000km和1500km高度附近的密度为最大。在这些高度上，每一亿立方公里平均有一个人造天体。而在1500km以上，密度会随高度的增加而下降，但在半同步轨道（20000km）和地球同步轨道（36000km）这两个高度附近有两个尖峰。特定轨道上人造天体密度的增高反映出各类卫星和火箭的特点。

美俄两大空间监视系统目前不能探测小于10cm的碎片，原因在于它们对于空间监视系统所用的望远镜和雷达波长来说太暗弱、太微小，或者说太不起眼了。1984年以前对这些小碎片从来都不做探测。但在此之后，科学家们开始每年用几百个小时对天空进行统计抽样，以估计这类小碎片的数目。研究人员利用科学雷达（如金石、德国的一台射电望远镜和波多黎各境内的一台巨型望远镜）以双基地方式（由一部天线发射信号，而由附近的另一部天线接收卫星的反射信号）来探测只有2mm大小的碎片。作为美国航宇局和国防部一个联合项目的一部分，干草堆及辅助干草堆雷达也能探测到几乎同样大小的物体。美国航天飞机还在1994年和1995年部署了球形和针形的专用目标，以对探测小碎片用的探测器进行校准。

为了研究更小的碎片，研究人员可以对由宇航员放入航天飞机货舱并带回地面的航天器的表面受撞情况进行检查。1984～1990年，美国航宇局通过长期暴露装置给空间碎片，专门收集空间碎片撞击数据，结果有数以万计的人造碎片和来自彗星和小行星的天然流星体在它的表面上“登记”。用于采集碎片撞击数据的航天器有欧洲可回收载带装置、日本的空间飞行装置、哈勃望远镜和太阳峰年卫星的部件以及用于接送这些航天器的美国航天飞机本身。由于航天飞机飞行高度的限制，所有这些“靶子”的部署高度都在620km以下。对于更高处的碎片，研究人员只能依赖理论模型。由于低高度上的小碎片轨道寿命较短，所以，小碎片多积留在更高的轨道上。

（3）规避及失效等级 航天飞机在执行任务时，需要进行预警和及时规避以避免与编目大空间碎片目标相撞。国际空间站于1999年10月26日实施了首次规避机动。美国航天飞机平均每10次飞行任务需要执行一次规避机动。欧空局的欧洲遥感卫星1和法国的斯波特2卫星也分别于1996和1997年实施过规避机动。

目前，空间碎片被认为是引起航天器灾难性事故中概率最大的单一风险。虽然大多情况下，碎片的撞击不会造成航天器灾难性事故，但会给航天器带来一定损伤；航天器失效的等级一般可分为三大类：功能性失效、严重失效和灾难性失效。例如，碎片击穿空间站外面的一个小的低压气瓶，可被认为是功能性失效；但如果该气瓶是剩下的最后一个或者气瓶压力非常高以至穿孔后喷射的气体足以改变空间站的方向，则成为严重失效；如果这种方向的改变非常严重，造成姿态无法恢复，就成为灾难性失效。

（4）空间碎片模型 地基监测系统无法监测尺寸在1mm～1cm的“危险碎片”，并且不能对空间碎片的演化过程进行理论描述和预测。因此，为了给航天器的设计者和经营者提供一套可靠而实用的空间碎片环境动态数据，还需要在空间碎片观察数据的基础上建立适当的工程模型。利用这些模型可以推算出小尺寸空间碎片的分布特征，并对不同轨道高度空间碎片环境的演化进行中长期预测。目前具有代表性的空间碎片模型有欧空局／欧洲空间运行中心（ESOC）开发的MASTER模型、意大利国家大学计算中心（CNUCE）开发的CODR模型、英国国防评估研究局（DERA）开发的IDES模型、美国航宇局约翰逊航天中心（JSC）开发的EVOLVE模型和欧空局开发的DELTA模型。将模型的计算结果与实际监测数据进行对比，可以评估模型的有效性，并改善模型的实用性。

通过与1999年1月和4月德国应用科学研究所两次24h束场实验结果的比较可以发现，MASTER、CODR、EVOLVE和IDES四种模型对碎片空间密度分布的计算结果在大致趋势上与实验结果是一致的，即在低地轨道上，尺寸大于1cm的空间碎片的密度峰值都出现在900km左右的轨道高度。然而以上模型对尺寸大于1cm空间碎片数量的计算结果都位于甚至低于束场实验置信区间的下限，这意味着这些模型都低估了低地轨道上实际空间碎片的总数。由于各模型采用了不同的编码技术，并且在进行标定时所选用的初始参数也不相同，所以不同模型对不同尺寸空间碎片空间密度分布的计算结果存在着明显的差异。对于尺寸大于1cm的空间碎片，CODR模型的峰值碎片数目是另三种模型计算结果的1／3。对于尺寸大于10cm的空间碎片，各模型计算结果之间的差异明显增大。在某些高度上，EVOLVE模型给出的碎片空间密度是另三种模型计算值的1／2。因此，为了使空间碎片模型的计算结果更为准确合理，还需要利用天基碎片监测系统或者航天器表面的复原数据来分析小尺寸碎片的空间密度，并以此作为输入参数来重新标定现有模型。

DELTA模型是欧空局所使用的新一代尖端模拟分析工具，能够对低地轨道上尺寸大于1mm的碎片环境演化过程以及航天器在任务周期内的碰撞风险进行长期预测。DELTA模型还能够研究现实的碎片缓减措施以及未来卫星星座的推广应用对空间碎片环境演化的长期效应。

根据DELTA模型的计算结果，在低地轨道上尺寸大于1cm的空间碎片数量将按指数增长，从2000年的11万个达到2100年的55万个。从碎片的来源看，NaK液滴和固体火箭发动机微粒的数量很少，在低地轨道上都少于2.5万个。由于在模型中考虑到了现有NaK液滴来源于前苏联雷达海洋侦察卫星（RORSAT）的NaK冷却液泄漏事件，同时还假设在今后可以避免中尺寸固体火箭发动机微粒的生成，因此在DELTA模型中这两种碎片源的强度将随时间而衰减。另外，由于只有高强度的爆炸事件才会影响尺寸大于1cm碎片的积聚数目，而这类爆炸事件在今后发生的概率很小，爆炸发生的轨道高度很低，导致新生碎片数目迅速衰减，因此在DELTA模型的计算结果中，爆炸碎片的数目在100年期间内不会有明显的增长，即从2000年的7.5万个增加到2100年的10万个。DELTA模型的计算结果显示，碎片总数的指数增长主要是由于碰撞碎片源的指数增长；如果今后不采取有效的碎片缓减措施，预计碰撞碎片的数目将会在2035年超过目前占主导地位的爆炸碎片数目，达到8.5万个。

实际上，在航天器的设计和运行过程中，超出航天器承受能力的灾难性碰撞概率是比碎片空间密度更为重要的参数。DELTA模型把灾难性碰撞分为背景型碰撞、反馈型碰撞和星座型碰撞。模拟计算的结果显示，低地轨道上总的碰撞频率（年碰撞次数）在今后100年内将呈指数增长。由于背景型碰撞次数的迅速增长（占总数的50％），到2100年，灾难性碰撞次数将急剧增加到每年60次，同时在900km和1400km两个轨道高度附近将各自出现一个灾难性碰撞的高峰。另外，2030年以后，星座型碰撞和反馈型碰撞将有明显的增加，2035年灾难性碰撞的总数将达到10次。预计到2085年，反馈型碰撞的次数将会超过星座型碰撞的次数，两种类型的碰撞次数之和将超过20次。因此，在下一个百年中如果不采取及时有效的碎片缓减措施，反馈型碰撞将在所有碰撞事件中占主导地位，并最终导致空间环境的失控。

（5）空间碎片的控制 为了使人类能够长期有效地利用空间资源，必须对目前的空间环境进行治理，并对今后空间碎片的生成进行控制。然而由于人类探索太空的必然性和持久性，无论在近期还是在远期内都难以使空间碎片的总数下降，更不用说最终清除。因此，现在空间碎片环境控制的主要目标是尽量减缓空间碎片总数的增加速度，并逐步使得某一轨道区域（如低地轨道）内的碎片总数不增加，甚至下降。为达到这一目标而需采取的控制措施可以分为预防和治理两大类。预防就是在航天器的发射和运行过程中，尽可能减少空间碎片的生成；而治理则是设法清除轨道上已经存在的空间碎片。从目前的技术难度和经费需求角度而言，预防措施比治理措施更为切实可行。根据目前的研究进展，有可能采用的预防措施主要有消能、系留、垃圾轨道和重复使用等几种。

1）预防措施：

①消能。消能就是消除会使运载火箭末级或在轨航天器发生爆炸的能源。消能措施包括将工作完毕的运载火箭末级中的剩余推进剂和高压气体耗尽或排空，将火箭末级或航天器的内部电源永久性切断，从而消除一切可能引起爆炸的根源。目前这种方法已在实际中得到普遍应用。

②系留。系留是指将航天器在发射和运行中产生的抛弃物系留在航天器上。

③垃圾轨道。垃圾轨道是在航天器工作寿命结束之后，利用预留的能源进行变轨机动，最后将完成任务的航天器推升到一条规定高度的轨道，因此也可称为变轨法。对于地球静止轨道上的航天器，相应的垃圾轨道通常是一条比静地轨道高300～400km的圆形轨道；对于低地轨道上的航天器，相应的垃圾轨道高度通常为1800km左右；而对于位于低地轨道和静地轨道之间的航天器，其垃圾轨道高度约为2500km。采用垃圾轨道措施能够有效地缓减大尺寸空间碎片的增加，但会导致航天器任务成本的上升。变轨措施已在2010年后应用于火箭，在2015年后将应用于有效载荷。

④重复使用。重复使用主要是利用单级入轨火箭或新型空天飞机等来代替目前所使用的一次性多级运载火箭，也可以利用能够进行在轨维修、补给和回收的空间操作平台来代替目前一次性使用的卫星。尽管目前可重复使用航天器的研发需要巨额经费，但这却是未来发展先进航天运输体系的唯一出路。

2）空间碎片的治理措施包括回收、脱轨、烧毁和收集四种。

①回收是指利用能够返回地面的航天器将轨道上的碎片回收起来并带回地面。这种方法只适用于清除低轨道上的空间碎片，并且成本太高，通常只适用于回收可重复使用的航天器。

②脱轨就是让废弃的火箭或完成任务的卫星等空间碎片脱离原来的运行轨道，转移到一条具有短衰减寿命（10～50年）的轨道上，或者直接降入大气层烧毁。通常可以利用火箭末级的燃料、卫星的推进系统、大气阻力、太阳光压或者系绳装置等手段来实现空间碎片的脱轨飞行。考虑到在1300km的高度上大气对航天器的作用已经消失，因此脱轨措施主要适用于治理近地点低于1300km的空间碎片，而对于近地点高度不低于1300km的废弃航天器，则可采用变轨措施将它们的轨道提高到1800km以上的高度。这一措施已在2010年后应用于火箭，在2015年后将应用于有效载荷。

③烧毁是利用大功率地基激光器照射空间碎片，使其融化、粉碎或汽化后从轨道上迅速衰减。由于烧毁效果受激光器模式和功率、碎片材质和尺寸以及轨道高度和倾角等多种因素的影响，因此这种方法主要适用于小尺寸低轨道空间碎片的治理，特别适用于清理某些特定轨道上的特定碎片。

④收集是通过在需要清理的轨道上放置直径达数公里的球形收集器来治理碎片。收集器表面布满泡沫状小孔。微小空间碎片与收集器相碰时，会被吸进收集器的小孔内。能量大到足以穿过收集器的碎片并被减速，因此迅速衰落到更低的短寿命轨道上。收集措施只适用于治理某一特定轨道上的微小空间碎片。

DELTA模型对上述预防与治理措施进行计算的结果显示，采用适当的碎片缓减措施后，碎片数量和碰撞次数的增长都将得到很好的控制。如果只采用消能措施，那么到2100年，低地轨道上尺寸大于1cm的空间碎片总数将由55万个下降到38万个，灾难性碰撞频率将由每年60次下降到40多次。显然，只采用消能措施并不能很好地控制未来大尺寸空间碎片的总数以及灾难性碰撞次数的增长，因此还需要对今后的航天器采取一些后任务处置措施，如脱轨和变轨等碎片缓减措施。根据DELTA模型的计算，如果将消能和脱轨措施结合起来，就可以明显控制低地轨道上的空间碎片环境。在这种情形下，2100年的碎片总数可以下降到20万个以下，灾难性碰撞次数可以限制在20次以内。进一步的模拟计算表明，不论是选用10年、25年还是50年衰减寿命的弃星轨道来实施脱轨措施，它们在稳定低地轨道上的空间碎片环境方面都具有相近的效果。当然，在执行载人飞行任务的轨道高度（350～550km）上，以上三种弃星轨道方案对碎片空间密度的影响存在着明显的差异。当弃星轨道的寿命极限从10年增加到50年时，350～550km高度范围内的碎片空间密度将增加4倍，并且密度峰将从400km漂移到500km高度。

尽管采用垃圾轨道的治理措施并不能减少低地轨道上空间碎片的总质量，然而该方法却能够有效地控制大尺寸碎片数量的增加，并且还能够降低某些轨道高度区域内发生灾难性碰撞的次数。计算结果表明，利用1800km高度的垃圾轨道来处置轨道高度大于1300km的后任务航天器，不仅能够很好地控制1300～2000km高度区域内的大尺寸空间碎片数量的增长，而且还可以明显降低1400km高度附近的灾难性碰撞的峰值。然而，随着1800km垃圾轨道上碎片数量的增加，到2100年以后，反馈型碰撞将导致垃圾轨道环境的恶化和失稳，甚至引发下层空间的级联碰撞。

（6）卫星的清除 卫星的清除有三条途径：一是由卫星经营者有意将卫星推入大气层中；二是用航天飞机把卫星拖离轨道；三是任由卫星轨道螺旋式地自然下降。前两条途径尽管确能清理空间碎片，但实际效果却微乎其微，因为它们只适用于低轨道上的物体，而这些物体不用清理也会自然消亡。除了上述方法，还有以下几种方法。

1）自然轨道衰减。这是空间碎片消亡的一条基本途径，也是一条被动途径。通常认为外层空间是没有空气的，但地球的大气层实际上延伸得很远，在低地轨道上仍有足够大的空气阻力，从而会在快速运动的卫星上产生摩擦力。这一阻力是自我增强型的：随着卫星因阻力而损失能量，它们便会下落并加速；而速度加快后阻力会更大，能量损失也就随之加快。这最终会导致卫星进入大气层中的稠密部分，并在急速飞行过程中部分或完全烧掉。自然衰减现象在600km以下比较明显，但在1500km的高度上也有效果。高度较低时，除非动用火箭补偿阻力，卫星在轨道上只能坚持几年时间。在每11年出现一次的太阳活动高峰期，地球大气层因接受太阳辐射的热量较多会向外膨胀，从而会增大大气阻力。在1989—1990年上一个太阳峰年前后，落向地面的在册空间碎片数量创了纪录，达到每天3个，是平时的3倍。这一年共有560t碎片从轨道上消失。和平号的前身——礼炮7号空间站也成了这次太阳活动高峰的牺牲品，于1991年初载入。此前，1979—1980年的太阳峰年还曾造成美国天空实验室空间站提早离轨。尽管自然轨道衰减对消除轨道垃圾有利，但却并未阻止住空间物体数量上升的势头。

2）新发射的低轨卫星和火箭箭体设计成能在完成任务后不超过25年内离轨，即进入大气层焚毁。

3）跨机构空间碎片协调委员会向国际电信联盟提出建议，低地轨道卫星在寿命即将结束之际，利用星上剩余推进剂，将卫星变轨推至远地点高于同步高度的轨道上，考虑到太阳光压等干扰因素，必须将卫星推至高于同步高度200km的坟墓轨道（安置报废卫星的轨道），并给出了具体的最小机动高度的计算公式。

（7）其他防治措施

1）防护屏。正在建造中的国际空间站将在有人居住舱段、燃料管路、控制陀螺和其他敏感部位周围装设高级防护屏。站上的其他组件（如太阳能帆板），由于无法实施保护，所以进行规划时必须做好它们在长期运行中因遭受小碎片撞击而慢慢退化的准备。(www.xing528.com)

2）巨型气泡。用巨型气泡来清除颗粒型碎片。撞到气泡上的颗粒会因能量损失而很快落向地面。

3）加强探测工作，制订拦截策略。在穿越地球轨道的近地天体中，直径大于1km的小行星估计有2000颗，大于100m的约有30万颗。到20世纪90年代中期，只有10％的大型近地天体已被探测到并确定了它们的轨道。这些公里级天体碰撞时释放的能量相当于百万吨水平的核爆炸。彗星的威胁更大，它们的飞行速度是小行星的3倍，单位重量能量大概是小行星的10倍。地球上一些大的环形坑实际上是由近地天体撞击造成的。这些坑很多都是彗星（而不是小行星）所为。比如，墨西哥尤卡坦半岛上一座160km直径的大坑似乎就是6500万年前由一个10km大小的天体撞击出来的。那次撞击据说造成了恐龙和当时世界上70％物种的灭绝。美亚利桑那州有一座1km直径的陨石坑。它是由一个直径不足15m的天体留下的。“核冬天”模型预测表明，因彗星或大型小行星撞击而被抛射到高空中的尘埃和不透光的颗粒将使阳光在数年内无法到达地球表面。对这些天体要加强探测工作，制订拦截策略，利用远程和天基雷达来增强地球上的无源探测器系统，开发研制（但不部署）拦截系统，包括详细的系统工程、设计优化和样机制造工作以及长线产品的采购工作。在探测到近地天体威胁来临的情况下再开始拦截系统的生产。

4）防止爆炸产生碎裂物。造成卫星在轨爆炸的原因很多。星上电池组是引发多次卫星爆炸解体的原因，因而应在卫星上的电池管理系统中增加一个环节，保证在卫星使用寿命期结束后，将电池组处于安全放电状态，然后将其短路以防止再充电。这一环节就是对任务期结束后的留轨卫星采取钝化措施。

5）减少微粒物质生成。空间碎片中的微粒物质主要来自固体火箭发动机，在其工作期间和关机后会排放出各种微粒物质，其中大部分是固体氧化铝微粒。可以通过改变固体装药的配方等技术措施来防止这类微粒物的产生。

4.我国对碎片采取的措施

2004年11月，中国科学院空间目标与碎片观测研究中心在中科院紫金山天文台成立。为配合中心工作，紫金山天文台在江苏盱眙建立了1.2m近地天体探测望远镜，从中国上空经过的大部分太空碎片都能被监控。2003年，我国制订了《2006年至2020年空间碎片行动计划发展纲要》。

（1）几年来，我国空间碎片研究取得的进展

1）空间碎片观测研究：完成了一台25cm口径车载小型光学观测望远镜；完成了一台60cm口径地基光学观测望远镜；完成了空间碎片天基探测雷达可行性方案论证，开展了天基直接探测可行性研究；参加了两次机构间空间碎片协调委员会空间危险物体再入国际联合观测，观测结果国际对比精度一次位居第3，一次位居第4。

2）空间碎片环境与数据库研究：完成了空间碎片环境演化模式研究框架及相关模块的代码编制；完成了风险评估软件框架；完成了可跟踪空间碎片动态数据库建设，并投入使用，收录了目前已编目的近9000个目标的数据，基本实现动态更新；完成了微小空间碎片数据库建设框架，录入了“尤里卡”计划和“长期暴露设施”（LDEF）等获取的部分数据；开展了机构间空间碎片协调委员会提供的几种空间碎片环境模型的比对分析工作。

3）防护研究：完成了机构间空间碎片协调委员会空间碎片防护手册的翻译出版；完成了空间碎片被动防护研究总体方案和需求分析；完成了超高速碰撞实验需求和方案研究；完成了主动规避算法研究和预警软件框架；完成了微小空间碎片激光模拟实验技术方案论证；完成了空间材料手册编制方案综合论证报告；完成了国内超高速碰撞实验设备条件的调研；进行了空间碎片防护设计软件包的研究。

4）减缓研究：完成了长征四号乙运载火箭末级剩余推进剂排放研究，并成功地应用于工程；完成了长征三号甲系列运载火箭低温末级排放系统方案研究和部分地面试验；完成了地球静止轨道卫星死亡轨道的理论计算等；完成了机构间空间碎片协调委员会《空间碎片减缓指南》的国内协调、征求意见和组织研究工作，并且编辑出版了《机构间空间碎片协调委员会空间碎片减缓指南文件集》。

（2）具体工程 从1970年我国长征一号火箭将东方红卫星送入太空，到1998年4月为止，我国长征系列火箭已经进行了50次发射，将52颗卫星或模拟星送入太空，其中返回式卫星17颗。

1）长征二号丙三级状态上面级减少碎片设计。长征二号丙三级状态运载火箭为两级火箭加上面级，主要用来发射低轨道卫星。上面级由固体变轨发动机、上面级结构、姿控系统、控制系统及遥测系统等构成。上面级的主要功能为在长征二号丙火箭第二级飞行结束，上面级加卫星进入停泊轨道后，完成无动力滑行控制；完成变轨，将卫星送入预定轨道，并在飞行任务结束后，进行离轨操作等。长征二号丙三级状态运载火箭在方案设计时，就将空间碎片问题作为软硬件设计的出发点，这在我国运载火箭设计尚属首次。在软件设计上，将长征二号丙三级状态运载火箭二级箭体分离后的轨道近地点高度设置为小于190km。长征二号丙三级状态运载火箭在星箭分离后，上面级的质量约为550kg，直径为2.9m，有效阻尼面积为4.92m，其标准轨道为630km圆轨道，轨道倾角为86.4°，飞行任务结束后，上面级轨道高度为630km。若不进行离轨操作，则上面级的轨道寿命长达53年。在离轨方案设计时，考虑了两种方案，即被动离轨和主动离轨。

①被动离轨。被动离轨就是采用技术措施，迫使飞行体离轨。阻尼面积大的飞行体，其弹道系数大，轨道寿命较短。因此，若想利用大气自然阻尼来减小运载火箭上面级的轨道寿命，就应增大其弹道系数。上面级的轨道寿命决定于它的弹道系数δ，即

δ=XC·CD／m式中XC——飞行体的最大阻尼面积；

CD——阻力系数；

m——质量。

达到这一目的的方法之一便是在运载火箭上面级上连接一个气球式降落伞，当上面级释放其有效载荷后，这种气球式降落伞能够被展开并充分膨胀，这样其弹道系数相应增大，轨道寿命就会减小。

被动离轨的优点是：

在被动离轨过程中不需对飞行体姿态进行控制，因而实际操作过程简单；在被动离轨过程中不消耗飞行器上所携带的推进剂，这一点在推进剂量紧张时更具有现实意义；离轨设备可以折叠起来放在特定储存容器内，在火箭或卫星完成工作程序后打开，可以使系统的体积减小。

被动离轨的缺点是：

被动离轨措施对碰撞概率的改变很小甚至不变；被动离轨需要一套专门离轨设备以及相应的控制器件，系统质量增加较大。气球或阻尼伞的质量与其半径成正比，而辅助结构的质量一般会很大，这样在运载能力一定的情况下，就减少了入轨有效载荷的质量。离轨质量的代价是由轨道高度和离轨时间共同决定的，对于具有机动能力的飞行器来说，更是一种以大质量为代价的做法；由于使用专门离轨设备，需要相应的控制器件和控制指令，增加了系统的复杂性，降低了系统的可靠性；对被动离轨方案进行地面试验是非常困难的，尤其是在气球阻尼面积较大时更是如此。

②主动离轨。主动离轨，就是利用飞行器本身的动力系统，在恰当的时机对飞行器施加与其飞行速度方向相反的作用力，使飞行器的轨道高度，尤其是近地点高度降低，然后再靠大气阻尼作用，使飞行器高度快速衰减并再入大气层。

主动离轨系统，一般由反推发动机和相应的控制器件构成，对于原来具有机动能力的飞行器来说，可利用原有的姿控系统作为离轨发动机进行离轨。

根据轨道机动优化原理，主动离轨操作应在飞行器运行至轨道远地点时实施，此时进行轨道机动，在与飞行速度方向相反的方向施加制动力，可有效降低轨道近地点高度。如质阻比为0.5的飞行体600km圆轨道的轨道寿命约为242天；当近地点高度降至400km时，轨道寿命约为35天；当近地点高度降至200km时，轨道寿命约为2天。

通过主动离轨减小近地点高度，进而减少轨道寿命，可以有效减小碰撞概率。对具有大质量、有效面积大的废弃飞行体进行离轨操作，减少其在轨飞行寿命，对改善空间碎片环境是很有意义的。

主动离轨的优点为：主动离轨方式对各种轨道均适用。由于被动离轨需借助于大气阻尼，当轨道高度小于700km时，主动离轨和被动离轨都是有效的；当轨道高度大于700km时，由于大气密度太小，只有采用主动离轨方式；主动离轨可以有效减小碰撞概率；对于具有机动能力的飞行器而言，可以利用原有的控制系统进行离轨操作，不必重新设计离轨控制系统，系统简单可靠。

主动离轨的缺点为：在离轨过程中需要调姿定向，进行姿态控制；主动离轨要消耗飞行器自身推进剂，损失运载能力。

2）长征二号丙离轨方案设计与实践。通过比较被动离轨和主动离轨的优缺点，长征二号丙离轨设计采用主动离轨。在星箭分离后，利用箭上控制系统和姿控系统，将上面级调整到离轨姿态，最后姿控发动机工作，一方面将姿控推进剂排空，另一方面为上面级离轨操作提供制动力。

离轨操作结束后，上面级的轨道为近地点224km，远地点630km，上面级的轨道寿命约为两个月。

上面级轨道寿命由53年降至两个月，付出的代价是运载能力损失约为30kg，随着长征二号丙最终轨道高度的提高，运载能力的损失也逐渐增加，即付出的代价越高。但离轨操作可以减少空间碎片的积累，防止上面级与航天器碰撞，改善空间环境，这点损失是值得的。

长征二号丙三级状态于1997年9月1日首飞成功。经观测，入轨物体共有8个，即2个模拟星、1个上面级、1个二级箭体和4个二级反推火箭整流罩封头。模拟星大小为4m×1.2m×1.2m，轨道为近地点623km，远地点633km，倾角为86.3°；上面级大小为2.9m×0.9m，轨道为近地点234km，远地点626km，倾角为86.2°；二级箭体大小为3.35m×23m，轨道为近地点184km，远地点626km，经观测，其轨道寿命约为90天；反推火箭整流罩封头大小为0.214m×0.196m，轨道为近地点184km，远地点641km，其轨道寿命小于18天。上面级实测的轨道近地点高度略高于理论值，这使得上面级的轨道寿命增加至3个月。

3）长征三号系列减少碎片措施。长征三号系列包括长三、长三甲、长三乙、长三丙等型号运载火箭，其第三级（或称上面级）箱体结构为共底结构，推进剂为低温液氢液氧。在飞行任务结束后，共底结构易受低温冲击、压差变化等因素影响，造成共底破坏，两种推进剂混合而发生爆炸。为防止共底破坏，液氢箱和液氧箱均装有保险活门，当箱体气体压力增大到保险活门开启压力时，保险活门打开泄压，以保证箱体压力及压差在设计范围内。这种措施在很大程度上避免了爆炸事件的发生。事实上，在长征三号系列的17次飞行任务中，从未发生过爆炸现象。

长三甲、长三乙和长三丙等型号运载火箭在设计时，在星箭分离后，还进行增压系统泄压操作，将增压系统冷氦气瓶的气体通过反向排气管放掉。这一方面给箭体提供反向推力，增大箭体与卫星的距离，避免碰撞；另一方面也作为火箭箭体的钝化措施。

长征三号系列火箭虽然采取了一些钝化措施，但由于剩余推进剂未排空，仍存在箭体爆炸的可能性。阿里安第三级火箭在未考虑剩余推进剂排空之前，在设计上也考虑了箱体保险活门，但发生了若干次箭体爆炸事件。从阿里安第36次飞行开始，剩余推进剂排空操作被应用到阿里安所有的发射任务上，从此，阿里安火箭再也未发生过三级箭体爆炸事件。因此，从飞行安全和减少空间碎片问题的角度出发，长征三号系列火箭也应积极考虑剩余推进剂排空操作的可能性，并积极进行这方面的研究。

4）长征四号减少碎片措施。长征四号运载火箭第三级（或称上面级）箱体结构也为共底结构，推进剂为常温推进剂。1990年10月4日，长征四号运载火箭在星箭分离32天后，其上面级发生爆炸事件，产生了约86个空间碎片。据分析，爆炸很可能是由于低温冲击、压差变化等因素造成共底破坏，两种推进剂混合而发生爆炸。为避免爆炸事件的再次发生，长征四号运载火箭第三级增加了剩余推进剂排空设计。在飞行任务结束后，通过新设计的剩余推进剂排空系统，将剩余推进剂全部放掉。

中国有关技术人员正在研究把任务即将结束的地球静止轨道卫星向上推离原来的轨道，使其进入更高轨道的方案的可行性，从而减少地球静止轨道上新的空间碎片的生成。

5.碎片防治需求分析

（1）应用卫星防护的需求 在空间运行的应用卫星日益增多。特别是在太阳同步轨道、地球同步轨道以及一些卫星星座所在的轨道区域，空间碎片的密度将会有较大的增加，所以应用卫星的防护依然重要。而且随着对空间碎片认识的不断深入，应用卫星的防护需求也会更为强劲。应用卫星也包括太空电站。

（2）载人航天的需求 载人航天始终是空间碎片研究的主要服务对象。我国的载人航天计划已经拉开序幕，空间碎片行动计划的研究成果已经在神舟计划中得到了应用。今后应该从空间碎片的防护设计和规避（包括在轨飞行期间的规避和发射窗口的选择）两个方面为载人航天活动提供服务。

（3）陨落期预报的需求 迄今为止，因大型航天器陨落造成重大损失的事例还不多，但威胁始终存在。只要有大型航天器陨落，就必然需要预报其陨落时间和地点。这仍然是人们关注的焦点之一。

（4）军事需求 空间碎片和军事的关系千丝万缕。现代战争中的空间目标识别、空间监视、反导、动能武器和反卫星武器等一系列军事任务和装备都和空间碎片有关，是空间碎片研究非常重要的推动力。从长远来看，我国建立独立自主的空间物体监视系统尽管难度很大，投资规模也很大，但是势在必行，只是建设的早晚与时机问题。

（5）空间交通管理的需求 由于在空间工作的航天器数量越来越多，使空间变得越来越拥挤，正在工作中的航天器之间发生碰撞的可能性也越来越大，因此空间交通管理也变得越来越重要。

6.国际空间法规

太空，在自然科学上的概念是空气空间以外的整个空间，在法律上的概念是国家主权范围以外的整个空间。空间法属于国际法的范畴，是现代国际法的一个重要分支。世界第一颗人造卫星上天后，联合国大会就通过决议，提出共同研究制定一套监督制度，随后成立了“和平利用外层空间委员会”（简称“外空委员会”或“外空委”），其任务之一就是研究和平利用外层空间可能产生的法律问题。外空委是制定空间法的主要机构。

（1）法律文件1962年，外空委成立了法律小组委员会，负责拟订有关外空活动的条约、协定和其他法律文书草案。目前已制定五个有关外空活动的国际公约：

1）1967年生效的《关于各国探索和利用包括月球和其他天体在内外层空间活动的原则条约》（简称《外空条约》）。

2）1968年生效的《营救宇航员、送回宇航员和归还射入外层空间的物体的协定》（简称《营救协定》）。

3）1972年生效的《空间物体所造成损害的国际责任公约》（简称《责任公约》）。

4）1976年生效的《关于登记射入外层空间物体的公约》（简称《登记公约》）。

5）1984年生效的《指导各国在月球和其他天体上活动的协定》（简称《月球协定》）。

（2）法律文件的主要内容

1）《外空条约》规定，各国在外层空间的活动应该遵循以下原则：

①太空对所有国家都是敞开的，到太空进行科研、旅行等活动机会也是均等的，但目的必须是为全人类谋福利和利益。

②任何国家都不能在太空划出一块说“是自己的”，任何国家不得通过占领使用或任何其他方式提出主权要求。

③不能把太空变成军事竞技场，探索利用外层空间要坚持非军事化原则。

2）确立的法律制度。这些公约确立了人类外空活动的基本法律原则，初步建立起了四项基本的空间法律制度，即空间营救制度、损害赔偿制度、空间物体登记制度以及国际合作制度。

①登记制度。发射国对空间物体有管辖和控制权，并对该物体所造成的损害承担国际责任。发射国应将其发射的空间物体情况向联合国秘书长报告以便登记入册，主要包括发射国或几个发射国的国名，空间物体的适当标志或其登记号码，发射的日期和地域或地点、基本的轨道参数、空间物体的一般功能等。

②责任制度。发射国应对其空间物体所造成的损害承担国际责任：《责任公约》的第2～4条规定了有关损害的两个含义：一是空间物体对地球表面，或给飞行中的飞机造成的损害；二是任一发射国的空间物体在地球表面以外的其他地方，对另一发射国的空间物体，或其所载人员或财产造成损害。根据一些法学家的意见，这个内容应当包括由空间碎片所造成的损害赔偿责任。现代空间开发中一个极为现实的问题就是在空间利用核能源的问题。1992年12月通过了《在外层空间使用核动力源的原则》，现在准备修订。

③援救制度。宇航员应得到一切可能的援助：当宇航员发生意外、遇难或在他国境内或公海紧急降落时，发现国应提供一切可能的援助；在外层空间进行活动时，一国的宇航员应向他国宇航员提供援助；各国应把其在外层空间发现的对宇航员有危险的现象通知其他国家或联合国秘书长；各国在获悉或发现空间物体或实体的组成部分返回地球并落在其所管辖的区域内，落在公海或不属于任何国家管辖的地方时，应通知发射当局和联合国秘书长。

④国际合作制度。各国在外层空间所进行的一切活动必须妥善照顾其他国家的同等利益；避免使外层空间遭受有害的污染；将活动的性质、方法、地点及结果公开；将其在月球和天体上的驻地、设施、设备和宇宙飞行器对各国开放。

1995年联合国外空委科技小组开始起草有关空间碎片问题的全面技术报告，该工作已于1999年完成。这个文件成为由几十个国家的有关专家共同起草的最全面、最权威和高度一致的文件。

联合国成立了国际碎片协委会，由指导小组和四个工作组组成。四个工作组分别是空间碎片观察与测量组、环境与建模组、安全与防护组及空间碎片缓减组。

美国空间跟踪与控制中心坐落在美国科罗拉多州斯普林斯市市郊夏延山地下的深处——北美防空司令部和美国航天司令部。在洞中建立了一座高约24m的大楼，楼体结构全部由钢板焊接而成，楼底由数十枚弹簧支承以抗震。楼内各种监测、控制、通信、计量及水电、生活等设施一应俱全。这里昼夜灯火通明，通过设在美国阿拉斯加和加拿大境内的相控阵雷达，每天24h连续地、密切监视着外层空间的和可能来自北方大气层内的各种飞行器的活动。大楼的上面和四周有厚达百米的山岩保护，进出通道用多道2m厚的混凝土门与外界隔绝，足以保证在核袭击的情况下，大楼安全无恙，跟踪与控制中心可照常运行。

（3）我国参与空间法情况1980年11月3日，联合国正式接纳中国为联合国外空委员会成员国。此后，中国参加了历届联合国外空委员会及其下属的科技和法律小组委员会届会。1983年和1988年，我国先后加入了联合国制定的《外空条约》、《营救协定》、《责任公约》和《登记公约》，并严格履行有关责任和义务。

目前国内还没有太空开发方面的相关法律，只有一些规定，如国防科工委和外交部发布实施的《空间物体登记管理办法》、国防科工委发布实施的《民用航天发射项目许可证管理暂行办法》等。