轨道使用费用作为解决空间垃圾问题最有效的方法

70％的所有编目对象都在低地轨道（LEO）中，延伸到地球表面上的2000公里。为了观察地球，航天器必须在如此低的海拔地区轨道。物体的空间密度在高纬度下增加。笔记：图像中显示的碎片对象是基于实际密度数据的艺术家的印象。但是，碎片物体以夸张的尺寸显示，以使它们以所示的比例可见。

国际同意在轨道上施加卫星的费用可以提高空间产业的价值。

空间越来越拥挤。老化卫星和空间碎片人群低地轨道，并推出新卫星增加了碰撞风险。根据一项新的研究，解决空间垃圾问题的最有效方法，不捕获碎片或脱离旧卫星：这是一个国际卫星投入轨道的运营商“轨道使用费”的国际协议。

经济学家Matthew Burgess表示，轨道使用费也会增加空间行业的长期价值，这是一个新论文的CIRES研究员和共同作者。通过减少未来的卫星和碎片碰撞风险，每卫星上升至约235,000美元的年费将在2040年将卫星行业的价值四重率，他和他的同事在今天发表在国家科学院讨论的一篇文章中。

“空间是一个共同的资源，但是，当他们决定是否启动时，公司不考虑他们的卫星在其他运营商上施加的成本，”伯尼斯也是环境研究助理教授和附属教师科罗拉多大学博尔德经济学。“我们需要一项策略，让卫星运营商直接考虑其发射赋予其他运营商的成本。”

代表空间碎片的计算机生成的图像，从高地轨道可以看出。两个主要的碎片字段是地球同步地球轨道中的物体环和低地球轨道中的物体云。

目前，估计有20,000个对象 - 包括卫星和空间碎片 - 挤满了低地轨道。研究人员说，这是公众的最新悲剧：每个运营商在私人碰撞风险等于轨道卫星的价值之前，每个操作员都会推出越来越多的卫星。

到目前为止，拟议的解决方案主要是技术还是管理的，Middrbury College和论文的主要作者经济助理教授Akhil Rao表示。技术修复包括从带有网，木包或激光器的轨道移除空间碎片。在其生命结束时吸收卫星是一个管理修复。

最终，像这些这样的工程或管理解决方案将无法解决碎片问题，因为它们不会改变运营商的激励。例如，删除空间碎片可能激励运营商推出更多卫星 - 进一步拥挤的低地轨道，提高碰撞风险，提高成本。“这是一个比工程问题更多的激励问题。Rao说，什么是重点是获得激励措施。“

找到了空间碎片问题，RAO和他的同事的更好方法是实施轨道使用费 - 对轨道卫星的税。“这与发布费不一样，”Rao说，“通过自己的发布费用无法诱导运营商在必要时脱离卫星，而且它不是发射，而是造成损坏的轨道卫星。”

轨道使用费可以是直接费用或可交易许可，并且它们也可以是特定的轨道，因为不同轨道的卫星产生不同的碰撞风险。最重要的是，每个卫星的费用将计算为将另一种卫星投入轨道的行业的费用，包括预计的当前和未来的额外碰撞风险成本和空间碎片生产 - 费用运营商目前目前不考虑其发布。“在我们的模型中，重要的是卫星运营商正在向其他运营商施加的碰撞风险支付费用，”科罗拉多州大学博尔德大学经济学和罗萨斯教授Daniel Kaffine表示，据说。

这些费用随着时间的推移而增加，以考虑清洁轨道的上升价值。在研究人员的模型中，最佳费用将以每年14％的速度上升，每卫星每卫星每年达到约235,000美元。

对于一个轨道使用的工作收费方法，研究人员发现，所有推出卫星的国家都需要参加 - 这是大约十几个，在他们自己的发射车上发射卫星，拥有30多个自己的卫星。此外，每个国家都需要为进入轨道的每个卫星单位的碰撞风险收取相同的费用，尽管每个国家都可以单独收集收入。各国在碳税和渔业管理中使用了类似的方法。

在这项研究中，RAO和他的同事将轨道使用费用与平常（即开放的空间）和拆除空间碎片等技术固定的轨道使用费用。他们发现轨道使用费用强迫运营商直接权衡他们卫星的预期终身价值，以防止将另一卫星放入轨道的行业并产生额外的风险。在其他场景中，运营商仍然激励争夺太空，希望在它太拥挤之前提取一些价值。

研究人员发现，随着轨道使用费用，卫星行业的长期价值将从经营业务的常规场景增加到大约6000亿美元。价值的增加来自减少碰撞和碰撞相关的成本，例如发射替换卫星。

轨道使用费用还可以帮助卫星运营商领先于空间垃圾问题。“在其他部门，解决公共悲剧通常是追赶的游戏，具有实质性的社会成本。但相对年轻的空间产业可以避免在升级之前避免这些成本，“布可索斯说。

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参考：“轨道使用费可以超过空间行业的价值”由Akhil Rao，Matthew G. Burgess和Daniel Kaffine，20020年5月26日，国家科学院的诉讼程序.DOI：
10.1073 / PNA.1921260117

CIRES是NOAA和科罗拉多大学博尔德分校的合作伙伴。