宇宙は、どうやら広大で空虚な空間というより、混沌としたブラックフライデーのセール中の宇宙の駐車場になりつつある。低軌道（LEO）における人間とロボットの活動の急速な拡大により、効果的な宇宙交通管理（STM）の実施が極めて重要になっている。これは、21世紀のリーダーたちが解決したと自慢するか、前政権のせいにするエンジニアリングと政策の課題の一つだ。

大規模な通信コンステレーション、軌道上のデータセンター、有人宇宙ステーション、そして増え続ける宇宙デブリの雲が、軌道の混雑を現実の問題に変えている。鍵となる概念は、STMの「平衡状態」を見つけることだ。つまり、打ち上げ、運用寿命、デブリの発生、廃棄率がバランスよく調整され、衝突確率と長期的な軌道劣化を最小限に抑える、動的に安定した軌道環境である。言い換えれば、地球軌道をロケットエンジン付きのゴミ捨て場として扱うのをやめる必要がある。

地球軌道は、軌道力学の法則に支配された有限の環境資源であり、その法則は悪名高いほど厳しい。衛星は毎秒7キロメートル以上の速度で移動するため、ペンキの一片でさえ壊滅的な破壊を引き起こす可能性がある。グローバルブロードバンド向けに設計された大規模な通信コンステレーションは、すでに狭い高度帯に数千の衛星を擁している。提案されている軌道上データセンターは、大型の太陽電池アレイと長期寿命により、混雑に拍車をかけるだろう。有人宇宙ステーションはさらに新たなリスクの層を追加する。人間の安全は、安定した軌道環境の維持に直接依存することになる。これは、すでにどれだけのゴミがそこにあるかを考えると、あまり良い状況ではない。

軌道環境を「ソース・シンク」システムと考えてみよう。ソースには、衛星打ち上げ、破砕イベント、対衛星実験、偶発的な衝突が含まれる。シンクには、制御された軌道離脱、軌道減衰、能動的デブリ除去が含まれる。平衡は、危険な物体の追加率が除去率と等しいときに発生する。デブリの発生が除去を上回れば、軌道の不安定性はますます悪化する。まるで、より多くの爆発を伴う、ためこみ症のアパートのようだ。

デブリ生成の主要な原因の一つは、太陽同期軌道（SSO）にある多数の活動中および寿命切れの衛星である。60年以上にわたり、これらの軌道には地球観測、偵察、環境監視の宇宙機が詰め込まれてきた。SSOは、衛星が一定の地方太陽時で地球を通過できるため、画像撮影に均一な照明を提供する。その結果、政府および商業宇宙機は、約500～900キロメートルに集中している。残念ながら、これらの同じ領域には、大気抵抗が無視できる高度であるため、長寿命のデブリも高濃度で存在する。故障した、または不活性な衛星は、数十年にわたって軌道に留まり、永続的な危険物として機能するだろう。これは、湖に捨てられたショッピングカートの軌道版だ。

SSOやその他の軌道へのデータセンターのような大規模な軌道インフラの導入は、慎重に規制されなければ、環境をさらに不安定にするだろう。将来のSTMシステムは、リアルタイムの軌道密度監視、自律的な衝突回避、ミッション後の廃棄義務、能動的デブリ除去を組み込まなければならない。宇宙平衡の概念は、生態系の環境制御に似ている。森林、川、漁場は、劣化が不可逆的になる前に支えられる活動量に限界がある。軌道シェルには、有限の物理的容積、有限の操縦マージン、有限の衝突回避能力がある。限界を超えると、接近イベントが増加し、衝突確率が上昇し、デブリ生成が加速する。

すでに1億以上のデブリ片が軌道上に存在すると考えられており、そのうち継続的に追跡できる大きさのものはごく一部に過ぎない。ミリメートルサイズのものでさえも。