用博弈论解决太空碎片问题

游荡的空间碎片对当前和未来的空间活动构成巨大威胁。作为一个后勤问题，它也可能被政治化。

据利比里亚大学计算机科学教授卡尔·图伊斯称，目前地球轨道上有23，000多块大于5-10厘米的空间碎片。他说这些直径为10厘米的物体甚至会导致飞船在撞击下解体。更可怕的是，一波巨大的空间碎片最终将导致所谓的凯斯勒综合症——灾难性的级联碰撞。

那么，消除危险的空间碎片的最佳方法是什么呢？

Tuyls是利物浦大学一个研究小组的成员。他们认为博弈论可以用来帮助分析其积累和评估更有效的治疗方法。

对于门外汉来说，博弈论研究不同决策者之间合作和冲突的数学模型。这些团体可以是个人、组织、*，也可以是智能或自动化的计算机程序，或者是空间碎片清除。

Tuyls在邮件中解释道:

“我们所希望的是，我们能够引入一个空间碎片情况的现实数学模型，即一个碎片清除游戏，可用于进行博弈论或战略分析，包括计算平衡战略，有可能澄清参与空间碎片积累的实体的各种行为。”

利奥波德大学的这些计算机科学家与欧洲航天局联合，希望将“碎片清除游戏”引入他们清理空间碎片的策略中。这基本上模拟了空间碎片在现实世界中的积累以及空间机构和参与清除空间碎片的其他各方，如各国*的决策过程。他们的数据是基于计算机模拟和空间碎片数据库存储的数据。

火箭体爆炸会变成空间碎片。图片:欧洲航天局

研究人员希望他们的模型能够解释为什么有些人想参与清除太空垃圾，而有些人不想。Tuyls解释说，当前的问题是一方要么付出巨大代价采取行动，要么等待其他人先做“脏活”。

“后一种行为的风险是，如果每个人都在等待，共同的结果将是灾难性的，导致博弈论中所谓的‘公地悲剧’”，Tuyls说。“这指的是这样一种情况，即所涉及的决策者只根据自己的个人利益行事，而不考虑群体的利益。”

因为空间和商业组织都希望在未来发射更多的卫星，所以确保空间碎片得到控制是至关重要的。

Tuyls说:“主动清除碎片任务将对同一轨道上的所有卫星产生积极影响，这将导致各方(或空间组织)进退两难:他们面临是现在采取行动还是推迟采取行动的抉择。”。

多年来，研究人员提出了几种假设的方法来清除空间碎片，包括使用

操纵器和鱼叉抓取、用电来减缓它们的运动，并利用太阳帆阻力将空间碎片推到更低的轨道。

除了潜在的解决空间碎片，博弈论也被用来解决其他现实世界的问题。

“博弈论在过去被成功地用来模拟政治和冷战军备竞赛等冲突局势。他们可以被模拟成一个游戏，一个国家可以选择解除武装或解除武装(解除武装涉及到另一方继续武装的高风险)，”Tuyls说。

如果你认为用博弈论来解决太空垃圾问题真的很难，让我们来看看一个简单而直接的解决方案:激光武器。