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天上没交警、卫星多,怎样避免出“车祸”?为你科普
来源: 网络整理发稿时间:2020-08-31 13:15

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  “风神”变轨以免和“星链”卫星相撞

  天上没交警、卫星多,怎样避免出“车祸”

  近日,欧空局对地球科学卫星“风神”实施了一次变轨机动,以避免与美国太空探索技术公司的一颗“星链”卫星相撞。

  欧空局对这次操作有所不满。他们本希望“星链”卫星能避让,但太空探索技术公司没接茬,他们只得让自己的卫星变轨。这种事情如果仅此一次倒也罢了,但他们不得不对未来产生忧虑。该局在推文中表示,一旦有更多卫星入轨,诸如“星链”和其他规划中的巨型星座项目下的那些卫星,这种靠“手动”来避免潜在相撞的办法将不可持续。

 

  这种担忧不无道理。全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩告诉科技日报记者,截至目前人类总共发射了8000多个航天器,在轨运行的有1500多个。然而近年一些航天机构提出了各种巨型星座项目,例如仅“星链”星座就计划发射12000颗卫星,而且相当一部分卫星将部署在500多公里高度的近地轨道。这可能使卫星相撞的概率大大增加。

  史上仅发生过一例卫星“车祸”

  卫星相撞的事件确实发生过。2009年2月,美国“铱星33”在西伯利亚上空近800公里高度,撞到了已经报废的俄罗斯“宇宙-2251”卫星。这是截至目前,人类航天史上唯一一次卫星与卫星相撞事件。

  撞击的结果相当惨烈。两颗卫星的重量分别为560公斤和900公斤,各自以每秒7.9公里的第一宇宙速度飞行。撞击后不仅铱星“身亡”,而且产生了大量碎片,散落到从几百公里到一千多公里高度的太空中,对后续太空计划造成了影响。

  但这种“车祸”概率并不高。试想,即使在枪林弹雨的战场,两颗子弹相撞的几率能有多大,何况是广阔的太空中数量并不很多的卫星呢。

  此次“风神”与“星链”间虽然出现险情,相撞的可能性其实也很小。根据美国空间标准与创新中心的“卫星轨道交会空间威胁性相遇评估报告”显示,这两颗卫星会在美国东部时间9月2日早上7点多,以每秒14.4公里的相对速度“擦肩而过”,最近距离大约4公里,相撞的概率不足百万分之一。

  中国航天科技集团五院总体部轨道主管设计师高珊向科技日报记者介绍,卫星运行的轨道分很多种。例如,按照轨道高度,可分为2000公里以内的近地轨道、20000公里左右的中高轨道,以及将近36000公里的地球静止轨道等。

  即使在近地轨道运行的卫星,轨道也五花八门。从偏心率来看,有圆轨道、近圆轨道、椭圆轨道;从轨道倾角来看,有绕着地球的“腰带”飞行的赤道轨道,有几乎垂直于赤道、飞经地球两极的极地轨道,还有轨道倾角与赤道关系介于水平与垂直之间的倾斜轨道。

  所以,飞行在不同高度、不同轨道的卫星,要想在同一时间在茫茫太空中相遇,也是需要很大的缘分。

  相撞概率虽低,避让却很麻烦

  卫星相撞的概率虽低,空间碎片却不可不防。看过电影《地心引力》的朋友,想必都会对这些太空垃圾的威力留下深刻印象。

  2009年美俄卫星相撞后,双方一度为事故责任发生了争执,但后来美方承认了自己在预警方面的失职。负责追踪太空残骸的美国国防部事后表示,当时太空垃圾多达18000个,国防部无法逐一追踪,根本不可能预测这种相撞事故。

  高珊介绍,如今地球附近被记录在案的废弃航天器以及空间碎片,已经超过5万个。

  不过,人类对太空垃圾的监测能力也大有提高。庞之浩说,多个国家合作建设了地面太空监视系统,通过雷达、光学等手段,对在轨航天器及空间碎片的动态进行监视。

  2010年9月,美国还发射了天基太空监视系统首颗卫星,让其与地面系统合作,形成天地一体化的太空监视网。随后,加拿大、德国、意大利等国,也在太空计划中开展了天基太空碎片监测的尝试。

  有较为精密的太空监测作为基础,使人类具备更强的为航天器预测风险,以及帮它们化险为夷的能力。

编辑:xin

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