太空中发生了一些根本性的变化。经过数十年的缓慢增长，自 2015 年以来，每年发射的航天器数量每两年翻一番。而且这一趋势没有放缓的迹象，未来几年计划发射数以万计的航天器。这种指数增长让人想起摩尔定律，数十年来观察到集成电路上的晶体管数量每两年翻一番。过去六十年来，摩尔定律的延续以及计算能力的不断增强和成本的降低已经改变了我们社会、经济和生活方式的进程。我们能否见证类似的太空革命？
戈登·摩尔 (Gordon Moore) 撰写了他的开创性论文，摩尔定律由此得名，当时他观察到的指数增长是基于不到六年的数据。同样，拟议的太空摩尔定律的趋势线仅在八年多的时间内呈指数增长。本着同样的精神，考虑一下如果这种趋势持续下去可能会发生什么是有用的。
首先，有必要指出的是，最近新增的卫星几乎全部都位于近地轨道，通常定义为高度低于 2,000 公里。这些不是地球静止卫星。这些卫星绝大多数是商业卫星，而不是政府卫星。 SpaceX 已经部署了5,000 多颗 Starlink 卫星，并计划再部署至少 7,000 颗——可能多达 42,000 颗。中国刚刚发射了其计划中的 1,3000 颗卫星「国王星座」中的第一颗。亚马逊刚刚发射了第一个柯伊伯卫星星座，该星座将拥有 3,236 颗卫星。中国G60星座最近申请发射12,000颗卫星。如果这些计划成为现实，每两年增加一倍的卫星发射数量似乎也可能会继续下去。
最近卫星数量的增长很大程度上归功于 SpaceX 的崛起，该公司在 2023 年平均每四天发射一次火箭。中国也做出了巨大贡献，2023 年的发射率约为每六天一次。 SpaceX 是当前市场领导者的事实让人回想起英特尔主导中央处理器 (CPU) 市场的时代。但领导者不断变化——看看英特尔目前的市场地位就知道了——但摩尔定律仍在继续前进。 SpaceX 是当今发射领域的领先者，但十年后还会如此吗？
有趣的是，源自处理器摩尔定律的技术进步促进了太空摩尔定律的发展。航天器数量的增加不仅源于更多的火箭发射，还源于每次发射携带的卫星数量的增加。摩尔定律本身就导致了航天器部件的小型化，如今一次携带多达 100 颗卫星进入太空的发射并不罕见。但将指数增长率归因于航天器或计算机是错误的加工到纯粹的技术进步。
摩尔定律是技术、市场和经济因素综合作用的结果。经济的
因素推动不断增长的需求和不断增长的期望。同样，航天器的指数增长并不仅仅归因于航空航天技术的进步。随着发射率的提高，规模经济和成本降低也随之而来。随着发射航天器变得越来越便宜，新的商业计划变得可行。通信和地球监测等关键服务越来越多地从太空提供，带来了更多的资本投资，从而对卫星的需求更大。随着公司竞相满足摩尔定律驱动的期望，无论是对集成电路还是对太空，指数增长可能成为一个自我实现的预言。卫星的增长率将继续与卫星数量成正比（意味着指数增长）多久，还有待观察。
如果航天器的发射率继续每两年翻一番，世界可能会看到本已严重的空间碎片问题更加严重。LeoLabs 公司的可视化显示了该公司目前正在近地轨道跟踪的 20,000 多个物体的实时轨道。太空中的碰撞已经发生，每次碰撞都会产生更多碎片，增加卫星数量只会增加碰撞的风险。与空间碎片的碰撞是国际空间站（ISS）上宇航员面临的最大威胁之一。 20 年前，当我还是国际空间站的一名机组人员时，我们定期练习如何在空间站与空间碎片发生碰撞时密封泄漏和疏散。在一次太空行走中，我什至看到外部扶手上因碎片撞击而留下了一个洞。几乎所有的危险都来自大量的小碎片（10厘米及以下）。不幸的是，我们没有一种经济实惠的方法来清除太空中如此小的碎片。较低高度（500公里以下）的空间碎片会在合理的时间尺度（不到几十年）内自然地重新进入大气层，但较高高度的碎片可以在轨道上停留几个世纪。这意味着我们必须避免产生更多碎片，并更好地跟踪那里的碎片以避免被击中。
美国商务部的任务是从国防部接管潜在空间碎片碰撞警告的公共警告，并最终提供空间交通管理服务，其中涉及活动卫星之间的协调。目前，太空中有近 8,000 颗活跃卫星（几乎全部位于近地轨道），大约有 12,000 块大于 10 厘米的碎片正在被跟踪。设计一个只能跟踪当前太空中物体数量的系统是短视的。无论我们部署什么防止太空碰撞的解决方案，都必须能够呈指数级增长，以满足发射速度和规模不断增加的现实。
如果太空摩尔定律继续成立，这也意味着太空安全问题将呈指数级增长。快速增长的太空交通仅仅反映了太空的商业、战略和军事重要性。由于美国军队享有的许多优势都取决于我们的通信、侦察、指挥和控制的太空能力，因此我们可以预见，未来的军事冲突将涉及试图压制我们卫星的对手。随着卫星数量的猛增，潜在隐藏军事威胁的卫星数量也在猛增。每颗近地轨道卫星大约每 90 分钟绕地球一周。哪些卫星是潜在威胁？它们在任何特定时间都在哪里？美国太空部队面临的挑战是监控一个呈指数级增长的领域，其中有许多地方可以隐藏潜在威胁，并在受到攻击时保持在该领域的作战能力。这将需要强化空间系统，并使用自动化和可扩展的监控系统。同样，我们的空间监测系统必须进行扩展，以满足每两年增加一倍的卫星发射量。随着太空技术不再只是少数大国的领域，伊朗和朝鲜等新的太空参与者带来了越来越多的恶作剧机会。
另一个明显受到影响的领域是地面望远镜的天文学。在黎明和黄昏时地面仍然黑暗的几个小时内，近地轨道卫星在太阳的照射下可以在天空中发出明亮的光芒。我记得，就在十年前，日落之后抬头仰望，幸运地偶尔看到卫星经过。但现在这种情况很常见，甚至会污染天文台拍摄的天空图像。这已经引起了研究人员的足够关注，SpaceX 为其卫星设计了特殊涂层，以降低其反射亮度。鉴于卫星星座越来越大的计划，卫星运营商可能需要做出调整，以减少对天空科学观测的影响，例如在较低的高度飞行星座。
防止空间碎片、协调轨道以防止碰撞的标准，甚至可能对不遵守规定的处罚。无论这些法规采取何种形式，执行过程中都需要更多地监测轨道活动，以确保遵守规则。与其他活动和变化一样，这些法规必须计划在短短几年的时间内使太空交通反复翻倍，以保持相关性。
任何关心运行太空卫星、太空安全、太空政策或投资太空技术的人现在需要考虑的真正问题是，他们的计划如何受到太空摩尔定律的影响。这种趋势所暗示的快速时间尺度需要两个技术市场的快速发展。想想看，一部才六年的手机现在看来是多么落伍。或者是 10 年前的网站，或者是几年前的人工智能能力。这是摩尔定律的必然结果。在这样一个世界中，获胜者将利用这些快速的发展时间来击败他们的竞争对手。
虽然我在这里认为太空正在呈指数级增长，但每年发射的卫星数量是否是正确的衡量标准？事实上，我确实认为这个指标不可能永远持续增长，特别是因为卫星实际上可能在某个时刻建造在太空中，因此从地球发射的速率将不再那么重要。还要注意的是，摩尔定律多年来也被重新定义，最初预测集成电路上晶体管数量加倍，最终演变为今天经常引用的预测计算能力加倍的情况。摩尔定律几十年来的持久力量部分归功于这种重新定义。从战略角度来看，最重要的是这样一个概念：技术及其市场的某些指标的增长率与该指标的规模成正比，即呈指数增长。
正如摩尔定律在过去 60 年改变了我们的生活一样，太空摩尔定律也可以在未来 60 年改变我们的生活。在太空方面，商业公司期望看到通过太空提供的服务和由此产生的利润的巨大增长。在这样的未来，投资者将看到呈指数级增长的机会。工程人才可能会在持续的反馈循环中跟进。这可能意味着人类进一步向太空扩张、新的科学发现和新的市场。这种太空经济有潜力创造新的就业机会和财富来源，并改善我们在地球上的生活。
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