Плата за использование орбиты также увеличит долгосрочную ценность космической отрасли, сказал экономист Мэтью Берджесс, сотрудник CIRES и соавтор новой статьи. Снижая в будущем риск столкновения спутников и космического мусора, ежегодный сбор, увеличивающийся примерно до 235000 долларов за спутник, к 2040 году увеличит стоимость спутниковой индустрии в четыре раза, – заключили он и его коллеги в статье, опубликованной сегодня в Proceedings of the National Academy of Sciences.
«Космос – это общий ресурс, но компании не учитывают затраты, которые их спутники накладывают на других операторов, когда они решают, запускать или нет», – сказал Берджесс, который также является доцентом кафедры экологических исследований и аффилированным преподавателем. Экономика в Университете Колорадо в Боулдере. "Нам нужна политика, которая позволяет операторам спутников напрямую учитывать затраты, которые их запуски накладывают на других операторов."
В настоящее время около 20 000 объектов, включая спутники и космический мусор, находятся на низкой околоземной орбите.
Исследователи заявили, что это последняя трагедия общин: каждый оператор запускает все больше и больше спутников, пока их личный риск столкновения не сравняется со стоимостью орбитального спутника.
«До сих пор предлагаемые решения были в основном технологическими или управленческими», – сказал Ахил Рао, доцент экономики Мидлбери-колледжа и ведущий автор статьи.
Технологические исправления включают удаление космического мусора с орбиты с помощью сетей, гарпунов или лазеров. Сведение спутника с орбиты по окончании срока его службы – это управленческое решение.
В конечном итоге подобные инженерные или управленческие решения не решат проблему мусора, потому что они не меняют стимулы для операторов. Например, удаление космического мусора может побудить операторов запускать больше спутников, что приведет к дальнейшему переполнению низкой околоземной орбиты, увеличению риска столкновений и увеличению затрат. "Это проблема стимулирования, а не инженерная проблема.
Ключевым моментом является правильное использование стимулов ", – сказал Рао.
Рао и его коллеги обнаружили, что лучший подход к проблеме космического мусора – это ввести плату за использование орбиты – налог на орбитальные спутники. «Это не то же самое, что плата за запуск», – сказал Рао. «Сборы за запуск сами по себе не могут побудить операторов снимать с орбиты свои спутники, когда это необходимо, и не запуск, а орбитальный спутник наносит ущерб."
Сборы за использование орбиты могут представлять собой прямые сборы или продаваемые разрешения, а также могут быть привязаны к конкретной орбите, поскольку спутники на разных орбитах создают разные риски столкновения. Наиболее важно то, что плата за каждый спутник будет рассчитываться с учетом затрат отрасли на вывод другого спутника на орбиту, включая прогнозируемые текущие и будущие затраты, связанные с дополнительным риском столкновений и образованием космического мусора. запускает. «В нашей модели важно то, что операторы спутников оплачивают стоимость риска столкновения, налагаемого на других операторов», – сказал Дэниел Каффин, профессор экономики и научный сотрудник RASEI в Университете Колорадо в Боулдере и соавтор статьи.
И эти сборы со временем будут увеличиваться, чтобы учесть растущую ценность более чистых орбит. Согласно модели исследователей, оптимальная плата будет расти со скоростью 14 процентов в год и к 2040 году достигнет примерно 235000 долларов за спутник в год.
Исследователи обнаружили, что для того, чтобы подход с оплатой за использование орбиты работал, все страны, запускающие спутники, должны будут участвовать – это около дюжины, запускающих спутники на своих собственных ракетах-носителях, и более 30 стран, которые владеют спутниками. Кроме того, каждая страна должна будет взимать одинаковую плату за единицу риска столкновения для каждого спутника, который выходит на орбиту, хотя каждая страна может получать доход отдельно.
Страны уже используют аналогичные подходы в отношении налогов на выбросы углерода и управления рыболовством.
В этом исследовании Рао и его коллеги сравнили плату за использование орбиты с обычным бизнесом (то есть с открытым доступом в космос) и с технологическими решениями, такими как удаление космического мусора. Они обнаружили, что плата за использование орбиты вынуждает операторов напрямую взвешивать ожидаемую стоимость жизни своих спутников с затратами для отрасли на вывод на орбиту другого спутника и создавать дополнительные риски.
В других сценариях у операторов по-прежнему был стимул мчаться в космос, надеясь извлечь некоторую выгоду, прежде чем он станет слишком переполненным.
Исследователи обнаружили, что с учетом платы за использование орбиты долгосрочная стоимость спутниковой индустрии увеличится с примерно 600 миллиардов долларов при обычном сценарии ведения бизнеса до примерно 3 триллионов долларов. Увеличение стоимости происходит за счет сокращения столкновений и затрат, связанных с столкновениями, таких как запуск сменных спутников.
Плата за использование орбиты также может помочь операторам спутников решить проблему космического мусора. "В других секторах решение трагедии общин часто было игрой в догонялки с существенными социальными издержками.
Но относительно молодая космическая отрасль может избежать этих затрат, прежде чем они возрастут », – сказал Берджесс.
CIRES – это партнерство NOAA и Университета Колорадо в Боулдере.