Η χαμηλή τροχιά της Γης, σε ύψη έως περίπου 1.200 μίλια από την επιφάνεια, ήταν για δεκαετίες το πεδίο στο οποίο αναπτύχθηκαν οι πρώτες δορυφορικές υποδομές. Τηλεπικοινωνίες, μετεωρολογικοί δορυφόροι, στρατιωτικά και επιστημονικά συστήματα. Σήμερα, όμως, το ίδιο στρώμα του διαστήματος εξελίσσεται σε ένα εξαιρετικά πυκνό και προβληματικό περιβάλλον. Ο όρος «διαστημικά σκουπίδια» (space junk ή space debris) χρησιμοποιείται για να περιγράψει κάθε τεχνητό αντικείμενο σε τροχιά που δεν επιτελεί πλέον την αρχική του λειτουργία. Ανενεργοί δορυφόροι, τμήματα πυραύλων, θραύσματα από συγκρούσεις ή εκρήξεις, αλλά και μικρότερα κομμάτια που έχουν αποκοπεί κατά την εκτόξευση ή τη λειτουργία. Το βασικό ζήτημα δεν είναι μόνο το πόσος εξοπλισμός βρίσκεται ήδη εκεί πάνω, αλλά ο ρυθμός με τον οποίο προστίθεται νέος. Οι σύγχρονες «αστερισμοί δορυφόρων» (megaconstellations), όπως το Starlink της SpaceX ή αντίστοιχα προγράμματα άλλων εταιρειών, βασίζονται στην εκτόξευση χιλιάδων μικρότερης διάρκειας ζωής δορυφόρων, οι οποίοι παρέχουν υπηρεσίες, όπως παγκόσμιο ευρυζωνικό internet. Η SpaceX, για παράδειγμα, έχει ήδη χιλιάδες δορυφόρους σε τροχιά και σχεδιάζει να φτάσει σε τάξεις μεγέθους δεκάδων χιλιάδων. Αυτό σημαίνει ότι στη χαμηλή τροχιά κινούνται συνεχώς παλαιότερα συστήματα, νεότερα ενεργά δορυφορικά δίκτυα και υπολείμματα δεκαετιών διαστημικής δραστηριότητας – ένα είδος τεχνολογικού αρχείου χωρίς επαρκή κανόνες εκκαθάρισης.
Κάθε αντικείμενο σε τροχιά γύρω από τη Γη ακολουθεί μια κίνηση με ταχύτητες της τάξης των 7,8 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο (περίπου 28.000 km/h). Σε αυτά τα μεγέθη, ακόμη και ένα μικρό θραύσμα μπορεί να προκαλέσει σοβαρή ζημιά σε έναν λειτουργικό δορυφόρο ή σε ένα διαστημικό σκάφος. Η περίπτωση του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού (ISS), ο οποίος έχει αναγκαστεί αρκετές φορές να πραγματοποιήσει ελιγμούς αποφυγής για να αποφύγει σύγκρουση με θραύσματα, είναι ενδεικτική του βαθμού κινδύνου. Κάθε νέος δορυφόρος ή θραύσμα αυξάνει την πιθανότητα συγκρούσεων, οι οποίες με τη σειρά τους παράγουν περισσότερα θραύσματα, τροφοδοτώντας έναν φαύλο κύκλο. Αυτή η διαδικασία, γνωστή ως σύνδρομο Kessler, περιγράφει ένα πιθανό σενάριο όπου η πυκνότητα των αντικειμένων σε τροχιά γίνεται τόσο μεγάλη ώστε μια αρχική σειρά συγκρούσεων να δημιουργήσει αλυσίδα καταστροφών. Σε ακραία μορφή, αυτό θα μπορούσε να καταστήσει ορισμένες τροχιές πρακτικά μη χρησιμοποιήσιμες για δεκαετίες, με σοβαρές συνέπειες για την πλοήγηση, την επικοινωνία και την παρακολούθηση του κλίματος.
Παράλληλα με το πρόβλημα στη χαμηλή τροχιά, υπάρχει και η διάσταση της επανεισόδου. Το πρωτόκολλο «τέλους ζωής» για μεγάλο μέρος των αντικειμένων σε low-Earth orbit βασίζεται στην παραδοχή ότι αυτά θα επιστρέψουν στην ατμόσφαιρα και θα καούν. Καθώς ένα αντικείμενο κατέρχεται σε χαμηλότερα ύψη, αρχίζει να αλληλεπιδρά με τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, επιβραδύνεται λόγω τριβής και μεγάλο μέρος της μάζας του θερμαίνεται και διασπάται. Η επιστημονική ανησυχία εδώ είναι διπλή: πρώτον, η καύση υλικών όπως αλουμίνιο, ανθρακονήματα, πλαστικά και ειδικά κράματα παράγει σωματίδια (π.χ. οξείδια μετάλλων) που εισάγονται στην ατμόσφαιρα. Η συστηματική συσσώρευση τέτοιων σωματιδίων ενδέχεται να έχει επιπτώσεις τόσο στην ποιότητα του αέρα όσο και στη χημεία της στρατόσφαιρας, συμπεριλαμβανομένης της στρώσης του όζοντος. Δεύτερον, ό,τι δεν καεί πλήρως μπορεί να προσγειωθεί στην επιφάνεια της Γης, όπως έχει ήδη συμβεί σε αγροτικές περιοχές του Καναδά και της Αυστραλίας, όπου βρέθηκαν μεγάλα τμήματα από κάψουλες και δορυφόρους. Αν και η πιθανότητα να χτυπηθεί ένα συγκεκριμένο άτομο είναι εξαιρετικά μικρή, η συνολική στατιστική επικινδυνότητα αυξάνεται όσο αυξάνονται και οι επανεισόδοι. Επιπλέον, έχει ήδη καταγραφεί το κλείσιμο ή ο περιορισμός εναέριων χώρων για μικρά χρονικά διαστήματα, λόγω προβλέψεων για πιθανή πτώση διαστημικών θραυσμάτων, γεγονός που δείχνει ότι και η αεροπλοΐα επηρεάζεται άμεσα.
Στο επίπεδο της ρύθμισης, το θεσμικό πλαίσιο παραμένει αξιοσημείωτα παρωχημένο. Η βασική διεθνής συνθήκη που διέπει τις δραστηριότητες στο διάστημα, η Outer Space Treaty του 1967, γράφτηκε σε μια εποχή όπου ο κύριος στόχος ήταν να οριστεί η ευθύνη των κρατών για ζημιές που προκαλούν τα διαστημικά τους αντικείμενα σε άλλα κράτη. Το επίκεντρο ήταν η ευθύνη και η αποζημίωση, όχι η πρόληψη ρύπανσης ή ο περιορισμός της χωρητικότητας σε συγκεκριμένες τροχιές. Σήμερα, νομικές υποχρεώσεις υπάρχουν κυρίως σε εθνικό επίπεδο. Κάθε χώρα ρυθμίζει τις εκτοξεύσεις και την «υπευθυνότητα» των δικών της παρόχων. Ωστόσο, οι κανόνες διαφέρουν από χώρα σε χώρα, ενώ οι κατευθυντήριες γραμμές που εκδίδονται από επιτροπές του ΟΗΕ (μέσω του Γραφείου για Υποθέσεις του Εξωδιαστήματος) δεν είναι δεσμευτικές. Η αναντιστοιχία αυτή μεταξύ της κλίμακας του προβλήματος, που είναι εγγενώς παγκόσμιο, και των εθνικών ή εθελοντικών ρυθμίσεων δημιουργεί ένα κενό διακυβέρνησης, το οποίο οι επιστήμονες φοβούνται ότι θα γίνει εμφανές όταν θα είναι ήδη αργά.
Η τεχνική συζήτηση γύρω από τις λύσεις εστιάζει σε τρεις βασικούς άξονες. Ο πρώτος είναι ο σχεδιασμός δορυφόρων με μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και σαφές, ελεγχόμενο σενάριο απομάκρυνσης στο τέλος της. Αντί για μοντέλο «εκτοξεύουμε, χρησιμοποιούμε για μερικά χρόνια και μετά αφήνουμε την ατμόσφαιρα να καθαρίσει τα υπόλοιπα», οι επιστήμονες προτείνουν λιγότερα, πιο ανθεκτικά και πιο εξελιγμένα συστήματα, τα οποία είτε θα επαναχρησιμοποιούνται είτε θα καθοδηγούνται σε προγραμματισμένες, ασφαλείς επανεισόδους, κατά προτίμηση πάνω από απομακρυσμένες θαλάσσιες περιοχές. Ο δεύτερος άξονας είναι η ανάπτυξη τεχνολογιών «καθαρισμού τροχιάς». Διαστημόπλοια-συλλέκτες που μπορούν να προσεγγίσουν μεγάλα ανενεργά αντικείμενα, να τα επιβραδύνουν και να τα κατευθύνουν προς ελεγχόμενη επανείσοδο ή σε «νεκρές τροχιές», όπου δεν παρεμβαίνουν στη χρήση κρίσιμων υψομέτρων. Τα πιλοτικά προγράμματα βρίσκονται ακόμη σε πρώιμο στάδιο, με σημαντικές τεχνικές, νομικές και οικονομικές δυσκολίες, αλλά δείχνουν μία κατεύθυνση προς ένα πιο υπεύθυνο «κλείσιμο κύκλου ζωής» για τις διαστημικές υποδομές. Ο τρίτος άξονας αφορά τους κανόνες και τα κίνητρα. Προτάσεις όπως η σύνδεση κρατικών συμβολαίων με αυστηρές υποχρεώσεις για το ποσοστό ελεγχόμενων επανεισόδων, ή η θέσπιση διεθνώς συμφωνημένων ορίων στην πυκνότητα αντικειμένων ανά τροχιά, θα μπορούσαν να λειτουργήσουν ως μηχανισμός πίεσης προς πιο βιώσιμες πρακτικές.
Το ζητούμενο, από επιστημονική σκοπιά, δεν είναι να σταματήσουν οι εκτοξεύσεις ή να «απαγορευτεί» η αξιοποίηση του διαστήματος. Οι δορυφόροι είναι κρίσιμο κομμάτι των σύγχρονων κοινωνιών: από τις δορυφορικές επικοινωνίες και τη ναυτιλία, μέχρι τις μετρήσεις του κλίματος και την πρόγνωση του καιρού. Χωρίς αυτούς, μεγάλο μέρος της ψηφιακής και φυσικής μας υποδομής θα κατέρρεε. Το ζητούμενο είναι να αναγνωριστεί ότι η χαμηλή τροχιά της Γης δεν αποτελεί άπειρο πόρο και ότι η διαχείρισή της πρέπει να αντιμετωπιστεί με τον ίδιο βαθμό σοβαρότητας που αποδίδουμε σε άλλα κρίσιμα κοινά αγαθά, όπως η ατμόσφαιρα ή οι ωκεανοί. Οι επιστήμονες προειδοποιούν ότι βρισκόμαστε ήδη κοντά σε ένα σημείο καμπής. Όσο περισσότερους δορυφόρους προσθέτουμε, τόσο πιο εξαρτημένοι γινόμαστε από ένα περιβάλλον που ταυτόχρονα γίνεται πιο ασταθές. Η συζήτηση για τα διαστημικά σκουπίδια δεν είναι μόνο τεχνική αλλά και πολιτική, νομική και ηθική. Αφορά το πώς αντιλαμβανόμαστε την ευθύνη μας για τις τεχνολογικές μας υποδομές, όχι μόνο όταν τις εκτοξεύουμε, αλλά και όταν τελειώνει η «χρήσιμη» ζωή τους. Αν το διάστημα είναι το επόμενο μεγάλο πεδίο υποδομών, τότε η επιστημονική κοινότητα προειδοποιεί: ή θα δημιουργήσουμε ένα πλαίσιο βιώσιμης χρήσης του, ή θα βρεθούμε αντιμέτωποι με μια χωματερή σε τροχιά, της οποίας οι συνέπειες θα πέσουν —κυριολεκτικά— πάνω μας.
