几名宇航员正在维修太空望远镜，被一群突如其来的卫星碎片袭击，航天飞机被毁，幸存的两名宇航员只能通过太空行走前往国际空间站。然而，不久之后，国际空间站也被越来越多的卫星碎片摧毁了……
这当然不是真实发生的事件，而是电影《地心引力》的情节。影片中给航天飞机和空间站造成毁灭性打击的卫星碎片，还有一个名字，叫做
太空垃圾
。
太空垃圾，也称空间碎片，是
指在太空中废弃的人造物体及其碎片
。
从报废的卫星、航天器的残骸，到火箭推进器的碎片，甚至是宇航员在太空作业时不慎掉落的工具，都可能成为太空垃圾的一部分。显然，太空垃圾的主要来源是人类的航天活动。迄今为止，人类的太空活动已经产生了
数以亿计的空间碎片。
虽然有相当一部分太空垃圾最终会坠入地球大气层烧毁，但太空垃圾的存在带来了诸多危害，包括
对航天器的撞击风险、航天发射窗口的缩短，以及对天文观测的光污染。
从牛顿力学即可知道，太空垃圾是以极高的速度在太空中飞行的。空间碎片相撞的相对速度可达每秒几千米到十几千米，即使是微小的碎片，在这样的速度下也具有巨大的破坏力。须知子弹的初速度一般也只有每秒一千米上下。
太空垃圾一旦与正在运行的航天器相撞，就可能造成严重的损坏，甚至导致航天器的坠毁。
这不仅给太空探索带来了巨大的经济损失，更威胁到了宇航员的生命安全。实际上，国际空间站有时要上升或下降，以躲避太空垃圾的撞击。
动画《星空清理者》的第一个情节，
一颗螺丝导致了太空中的空难
在电影《地心引力》中，空间碎片与卫星相撞，于是产生了更多的碎片。越来越多的碎片造成了越来越大的破坏，产生连锁反应，这就是
“凯斯勒效应”(Kessler syndrome)。
人类可以追踪的空间碎片和航天器总共有数万个，而无法追踪的小型碎片不计其数，近地空间日渐拥挤，凯斯勒效应发生的概率也在同步增长。
如果像电影中一样，无数的太空垃圾碎片威胁到众多卫星和空间站，人类宇航员被迫放弃空间站返回地球，那么
人类的太空事业可能也就被暂时锁死了。
不难理解，假如地球上空的空间轨道分布着大量太空垃圾，人类的火箭发射任务就需要更多的避让这些垃圾，垃圾越多，发射窗口越短。如果太空垃圾多到无法避让，人类也就被困死在地球表面，无法再进入太空了。
齐奥尔科夫斯基在设想人类必将走出摇篮的时候，是否想到过人类太空活动产生的废弃物可能会成为把人类困在摇篮中的枷锁呢。
太空垃圾不仅影响人类在外太空的活动，它们给我们在地面上的天文观测也带来了干扰。如今，随着科学普及工作，越来越多的人已经知道夜光学天文观测会受到光污染的影响，好的天文观测站都要安置于远离人类活动和灯光污染的地方。然而，随着太空垃圾和近地轨道卫星数量的增长，
“太空垃圾云”将光反射回地球，地球上夜空的亮度也在逐渐提升。
而空间碎片对夜天光的贡献是全方位的，天文台选址和高质量天文数据的获取会越来越难，随之而来的便是天文台站建设和望远镜运行成本的上升。
很多人可能会认为，现在地基天文望远镜已经可以被太空望远镜取代。太空的确有很多地球表面所不具备的优良天文观测条件，但是
近地轨道的太空望远镜也同样面临光污染的问题
，
例如哈勃太空望远镜拍摄的图像中就会出现卫星划过的轨迹。
另外，通过自适应光学等技术，天文学家已经大大提高了地面上的望远镜观测精度。而1990年代，地基天文望远镜口径已经突破到了10米级，现在更是在建30米级的望远镜，人类尚没有技术能力把这么大口径的望远镜送上太空（即使暂不考虑太空垃圾对航天发射的封锁）。因此，在相当一段时间之内，地基望远镜仍将是天文观测的主力设备，那么太空垃圾对天文观测的干扰也仍将是一个必须面对的问题。
为了应对危害如此之多的太空垃圾问题，科学家们提出了多种方法。
首先，监视和规避大型空间碎片。其次，通过提前规划，避免航天器成为太空垃圾的可能性。同时，在航天器外表加装高强度材料防护板，以阻挡太空垃圾的撞击，但这种方法会增加发射成本，也不能有效阻止较大碎片的破坏。为了主动减少太空垃圾，也有激光推移、机械臂抓取、网捕等方案，这些方案目前主要处在验证阶段。
在未来，太空垃圾清理也许会成为一种商业服务。
动画《星空清理者》剧照。
该动画讲的是太空垃圾职业清理者的故事
太空垃圾不只是一个技术问题，更需要全球合作，积极采取措施减少太空垃圾的产生，并设立相关的法规制度规范航天活动。
