Từ ngày nhân loại bắt đầu hoạt động khám phá vũ trụ đến nay, xác của tên lửa, các thiết bị vũ trụ sau khi phóng lên không làm việc nữa, tự nổ phá huỷ hoặc va chạm nhau hình thành những mảnh vụn trong không trung ngày càng nhiều. Những mảnh vụn này trôi nổi lâu ngày trong không gian ngoài tầng khí quyển Trái Đất được gọi là rác vũ trụ. Rác vũ trụ chuyển động trên những bề mặt quỹ đạo và độ cao khác nhau, hình thành nhiều tầng bao quanh Trái Đất, ô nhiễm nghiêm trọng môi trường không gian xung quanh Trái Đất.

Sự tồn tại rác vũ trụ khiến cho việc phóng và vận hành các thiết bị vũ trụ bị uy hiếp nghiêm trọng. Rác vũ trụ thường bay với tốc độ rất cao, nếu các thiết bị vũ trụ trong quá trình phóng lên hoặc bay trong vũ trụ va chạm với một mảnh vỡ nào đó, vì tốc độ tương đối giữa chúng rất cao nên các thiết bị vũ trụ sẽ bị phá hỏng nghiêm trọng. Ngày 24 tháng 7 năm 1996, một vệ tinh nhân tạo của Pháp bỗng nhiên bị lật, không hướng về mặt đất nữa, hoàn toàn mất kiểm soát. Qua quan sát và nghiên cứu tỉ mỉ người ta phát hiện cần lái khống chế tư thế của vệ tinh bị va chạm với một mảnh vụn trong không gian, do đó mất đi hiệu quả. Gây ra sự cố này là mảnh vụn bay trong không trung của tên lửa Ariane Châu Âu.

Đương nhiên nếu con tàu vũ trụ chở người va chạm với các mảnh vụn thì hậu quả thật khôn lường. Năm 1991 Trạm trung tâm giám sát ở mặt đất phát hiện trên đường bay của con tàu vũ trụ Atlantic của Mỹ có một mảnh vụn tương đối lớn. Để tránh sự va chạm, các chuyên gia Trung tâm chỉ huy mặt đất đã vội vàng thiết kế quỹ đạo cho con tàu vũ trụ, sau đó ra lệnh cho hạ cánh cấp tốc. Tuy về sau con tàu hạ cánh an toàn, nhưng lấy tiêu chuẩn cự ly về độ bay an toàn trong vũ trụ để đánh giá thì mảnh vụn bay trong không trung này hầu như chỉ lướt qua bên cạnh con tàu, vô cùng nguy hiểm.

Một số mảnh vụn có bề mặt lớn và sáng bóng bay trong không trung sẽ phản xạ ánh sáng Mặt Trời, trực tiếp gây nhiễu đến quan trắc thiên văn và các thí nghiệm trên không.

Nhiều mảnh vụn trong vũ trụ nguyên là thiết bị động lực hạt nhân của con tàu vũ trụ. Nếu quỹ đạo của những mảnh vụn này quá thấp, tốc độ ngày càng chậm thì có thể sẽ rơi xuống mặt đất, trực tiếp gây ra ô nhiễm bức xạ nguyên tử. Cho nên nếu không tăng cường khống chế mà tuỳ ý phóng các con tàu vũ trụ lên không trung thì Trái Đất cuối cùng có thể bị bao bọc bởi một lớp rác vũ trụ dày đặc, khiến cho hoạt động vũ trụ bị trở ngại nghiêm trọng. Ngày nay các nước trên thế giới đã nhận thức được mức độ nghiêm trọng của vấn đề này, đang ra sức cải tiến thiết kế tên lửa và các thiết bị vũ trụ cũng như tiến hành xây dựng luật quốc tế để hạn chế sự tăng thêm rác thải trong vũ trụ.