空间越来越拥挤。老化的卫星和空间碎片挤满了低地球轨道，发射新的卫星增加了碰撞风险。根据一项新的研究，解决太空垃圾问题的最有效方法是不捕获碎片或对旧卫星进行脱轨：这是一项国际协议，向运营商的每颗卫星收取“轨道使用费”。
CIRES研究员，该论文的合著者，经济学家马修·伯吉斯(Matthew Burgess)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《科学院院刊》上的一篇论文中总结道，通过减少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约235,000美元，将使卫星产业的价值翻两番。
“太空是一种公共资源，但是公司在决定是否发射卫星时不会考虑卫星给其他运营商带来的成本，”伯吉斯说。他也是环境研究的助理教授，也是该机构的附属教员。科罗拉多大学博尔德分校经济学。“我们需要一项政策，让卫星运营商直接考虑其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：每个运营商都发射越来越多的卫星，直到他们的私人碰撞风险等于轨道卫星的价值。
米德伯里学院经济学助理教授，论文的主要作者阿克希尔·拉奥说，到目前为止，提出的解决方案主要是技术或管理上的问题。技术解决方案包括用网，鱼叉或激光从轨道上清除空间碎片。在卫星寿命终止之时对轨道进行除轨是一种管理手段。
最终，此类工程或管理解决方案无法解决碎片问题，因为它们不会改变对操作员的激励。例如，清除空间碎片可能会促使运营商发射更多的卫星-更拥挤的低地球轨道，增加碰撞风险并增加成本。“这是一个激励问题，而不是工程问题。关键是要正确制定激励措施，”饶说。
Rao和他的同事发现，解决空间碎片问题的一种更好的方法是征收轨道使用费，即对轨道卫星的税。饶说：“这与发射费用不同。发射费用本身并不能诱使运营商在必要时对卫星进行轨道旋转，而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许可，也可以是特定于轨道的，因为不同轨道上的卫星会产生不同的碰撞风险。最重要的是，将计算每颗卫星的费用，以反映将另一颗卫星送入轨道行业的成本，包括预计的当前和未来的额外碰撞风险和空间碎片产生的成本-运营商目前未将成本计入其发射中。科罗拉多大学博尔德分校经济学教授兼RASEI研究员丹尼尔·卡芬(Daniel Kaffine)说：“在我们的模型中，重要的是卫星运营商要承担施加给其他运营商的碰撞风险的费用。”
而且这些费用会随着时间的推移而增加，以说明清洁轨道的价值不断上升。在研究人员的模型中，最佳收费将以每年14%的速度增长，到2040年达到每卫星年约235,000美元。
研究人员发现，对于使用轨道使用费的方法来说，所有发射卫星的都需要参与-大约有十二个在自己的运载工具上发射卫星，而三十多个拥有卫星。此外，尽管每个可以单独收取收入，但每个都需要为进入轨道的每颗卫星收取每单位碰撞风险相同的费用。各国已经在碳税和渔业管理中使用了类似的方法。
在这项研究中，饶和他的同事们将轨道使用费与往常一样(即开放进入太空)与技术手段(例如清除太空碎片)进行了比较。他们发现，轨道使用费迫使运营商直接权衡其卫星的预期寿命价值与将另一颗卫星送入轨道并带来额外风险的工业成本。在其他情况下，运营商仍具有进入太空的动力，希望在拥挤之前就获得一些价值。
研究人员发现，加上轨道使用费，卫星产业的长期价值将从照常营业的情况下的约6000亿美元增加到约3万亿美元。价值的增加来自减少碰撞和与碰撞有关的成本，例如发射替换卫星。
轨道使用费还可以帮助卫星运营商解决太空垃圾问题。伯吉斯说：“在其他领域，解决公地悲剧通常是追赶社会成本的游戏。但是，相对年轻的航天工业可以避免这些成本上升。”