由于空间物体相互碰撞的可能性随着航天活动的频繁程度而逐渐提高，导致空间碎片不断增加。现有的文献报告表明，目前空间碎片的数量正以每年10%的速度增加[28]，预期将会持续至少50年，如果不对碎片进行主动清除，那么未来的航天活动必然会受到影响。对于处在低轨的空间碎片，如果仅通过大气阻力来实现降轨，可能耗时会超过20年。如果轨道高度超过200 km，大气阻力还会急剧下降，此时碎片的降轨时间会更长。图7-1所示是2009年Iridium 33和Cosmos 2251碰撞产生的碎片分布高度模拟图。仿真的结果表明，5 mm～1 cm尺寸的空间碎片在大气阻力、日月重力扰动和太阳辐射压力等摄动的综合作用下，在1 200 km以下的给定高度范围内会迅速向低海拔地区衰减。
图7-1 Cosmos 2251碰撞产生的5 mm～1 cm间的碎片高度分布模拟（见彩插）
虽然仿真结果表明依靠环境摄动因素能实现空间碎片的自动降轨，但这种方法仅对轨道较低的空间碎片有效，并且这种被动降轨的方式耗时往往都比较长，而对于高轨运行的空间碎片，由于大气阻力的减小，降轨时间大大延长，因此高轨碎片基本上无法依靠此方法降轨，所以必须研究主动清除技术对空间碎片进行清理，以减少碎片数量，避免发生碰撞而造成更多碎片，从而产生Kessler效应，同时也为未来的航天活动降低了风险。
总体来说，空间碎片的主动清除技术在保障未来航天活动的安全及治理空间环境等方面具有很高的应用价值，主要体现在以下五个方面：
（1）将清除技术应用于在轨服务。由于清除技术面对的对象大多是非合作目标，具有较强的不确定性，因此，在清除过程中需要考虑的问题也比较多，但是如果面对的是合作目标，那么主动清除技术理论上可以很好地适用于在轨服务活动。例如，激光推移技术可应用于激光输能，为目标航天器补充能源，而捕获清除技术也可以用于航天器变轨，将未能顺利入轨的航天器拖入预定轨道，实现太空营救或延续其工作寿命等。
（2）保障空间活动安全。这也是研究碎片主动清除技术最为根本的动力。根据报道，国际空间站已经遭受过空间碎片的撞击，并且产生了空间站气体泄漏的事件。虽然国际空间站在结构上设计了对小尺寸碎片的防撞能力，但对于较大尺寸的碎片，目前国际空间站主要还是采用变轨规避的措施来降低危险碎片撞击空间的概率，并且每次变轨所需的成本很大，且无法实现短时间快速变轨。如果主动清除这些对空间站具有威胁的碎片，不但可以大大提高空间站的生存能力，还能大大节省空间站的运营成本[40，41]。(www.xing528.com)
（3）引导发展更多新型空间技术。因为在轨清除空间碎片的技术很复杂，从现有的在轨清除技术看，要实现大规模的在轨清除工程还需要一段很长的过程，但是在这个过程中也提出了一些更为先进的技术，例如，机动平台与在轨操作技术、空间环境监测与应用技术、高能高精度的激光发射技术、空间探测识别技术等[42]。
（4）军事价值较高。由于空间碎片清除技术的目标大多数是非合作目标，并且未对目标的敌我属性进行预设，因此，从军事角度来看，这些技术理论上完全可以用于清除敌方目标，这也是美国如此高度重视发展清除技术的重要原因之一。
（5）商业利益巨大。由于太空轨道资源有限，空间碎片在占据实用价值较高的轨道后，很可能会造成巨大的经济损失，所以清理空间碎片可能会具有很高的商业价值。根据2000年11月13日《参考消息》报道：“根据俄罗斯能源火箭航公司总裁洛波塔的说法，由于地球同步轨道资源有限，放置卫星的定点也正在被逐步耗尽，所以用航天器清除空间碎片可能具有较高的潜在商用价值。”
综上所述，空间碎片对当今和未来的航天活动已经构成了严重的威胁，因此这是一个迫切需要解决的问题。人类的航天活动对于人类发展有着举足轻重的作用，但是在开展航天活动的同时如何有效地去利用和保护太空环境也成为一项技术难题。若放任空间碎片增长，不采取措施控制空间碎片数量，在几十年后，空间碎片很有可能会成为阻碍人类航天事业的一个巨大障碍。因此，研究并发展空间碎片清除方法和技术具有重要的理论价值与实践意义。
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