O lixo espacial engloba todo e qualquer objeto artificial inoperante em órbita ao redor da Terra — estágios de foguetes exauridos, satélites desativados, peças mecânicas e fragmentos gerados por explosões e colisões passadas. Mais de 35.000 objetos maiores que 10 cm são rastreados ativamente pelo NORAD, enquanto estima-se que mais de 100 milhões de partículas milimétricas voem descontroladas no espaço.
Objetos em órbita baixa da Terra deslocam-se a velocidades orbitais entre 7 e 8 km/s (cerca de 28.000 km/h). Em encontros frontais ou orbitais cruzados, a velocidade relativa de colisão pode ultrapassar 14 km/s.
Como a energia cinética cresce proporcionalmente ao quadrado da velocidade ($E = \frac{1}{2}mv^2$), uma minúscula esfera de alumínio de 1 centímetro viajando a essa hipervelocidade carrega a mesma energia destrutiva de uma granada de mão militar explodindo diretamente na fuselagem de uma espaçonave.
Em 10 de fevereiro de 2009, ocorreu a primeira grande colisão orbital hiperveloz entre dois satélites inteiros: o satélite comercial ativo americano Iridium 33 colidiu a quase 42.000 km/h com o satélite militar russo inativo Cosmos 2251 a 789 km de altitude. O impacto instantaneamente pulverizou ambos os veículos, criando uma nuvem com mais de 2.000 grandes fragmentos catalogados que continuam ameaçando outras missões até hoje.
Formulada pelo astrofísico da NASA Donald J. Kessler em 1978, a Síndrome de Kessler descreve um cenário crítico em que a densidade de detritos em órbita atinge um limiar onde colisões sucessivas geram fragmentos adicionais numa reação em cadeia autossustentada. Isso poderia tornar faixas orbitais inteiras intransitáveis para satélites e missões tripuladas por gerações.
Para mitigar o problema, agências espaciais e empresas privadas vêm adotando manobras automáticas de desvio de conjunção e desenvolvendo tecnologias de Remoção Ativa de Destroços (Active Debris Removal - ADR), empregando braços robóticos, redes espaciais, arpões magnéticos e velas de arrasto atmosférico para forçar a reentrada e queima controlada de satélites extintos.
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