天上没交警、卫星多，怎样避免出“车祸”

[db:标签]��近，欧空局在地球科学卫星“风神”上实施了轨道机动，以避免与美国太空探索技术公司的“星链”卫星相撞。

ESA对此操作不满意。他们曾希望避免使用“星链”卫星，但太空探索技术公司并未成功，他们不得不更换卫星。如果这种事情只发生一次，但他们必须担心未来。该机构在推文中说，一旦计划中的巨型星座项目下的更多卫星进入轨道运行，例如“星链”和其他卫星，这种避免潜在碰撞的“手动”方法将无法持续。

这种担忧并非没有道理。国家太空探索技术的首席科学传播专家庞志浩告诉《科学技术日报》记者，截至目前，人类已经发射了8000多颗航天器，并且有1500多个在太空运行。但是，近年来，一些太空机构已经提出了各种巨型星座项目。例如，仅“星链”星座计划发射12,000颗卫星，并且相当多的卫星将部署在500多公里的低地球轨道上。这可能会增加卫星碰撞的可能性。

历史上仅发生过一次卫星“车祸”。

确实发生了卫星碰撞事件。 2009年2月，美国“彗星33”号比西伯利亚高了近800公里，击中了已报废的俄罗斯“宇宙2251”卫星。这是人类航天史上唯一的卫星到卫星的碰撞。

影响的结果非常猛烈。 两颗卫星分别重560公斤和900公斤，每颗以每秒7.9公里的第一宇宙速度飞行。撞击之后，不仅彗星“死了”，而且散布在数百公里到一千多公里的太空中的大量碎片也对随后的太空计划产生了影响。

但是这种“车祸”的可能性不高。想象一下，即使在子弹正在下雨的战场上，两个子弹相撞的可能性有多大，更不用说太空中的大量卫星了。

“风神”和“星链”之间存在危险，碰撞的可能性实际上很小。根据美国太空标准与创新中心的“关于卫星轨道相交空间威胁出现的评估报告”，这两颗卫星“将在美国东部时间9月2日上午7:00以每秒14.4公里的相对速度升压” 。同样，最近的距离约为4公里，发生碰撞的可能性小于百万分之一。

中国航空航天科学技术研究院总司司长高山对《科学技术日报》记者说，人造卫星有多种轨道。例如，根据轨道高度，它可以分为2,000 km以内的低地球轨道，约20,000 km的中高轨道和近36,000 km的对地静止轨道。

即使在低地球轨道上运行的卫星中，轨道也是变化的。 从偏心的角度来看，有圆形轨道，近圆形轨道和椭圆形轨道。从轨道倾角的角度来看，赤道轨道绕地球的“带”飞行，极地轨道几乎垂直于赤道并飞越地球的两极。还有一个倾斜的轨道，其轨道倾角和赤道在水平和垂直之间。

因此，在不同高度和不同轨道飞行的卫星需要巨大的命运才能同时在太空相遇。

发生碰撞的可能性很低，但要避免它是很麻烦的。

卫星发生碰撞的可能性很低，无法防止空间碎片。这些太空垃圾的威力一定会给看过电影《地心引力》的朋友留下深刻的印象。

2009年美俄卫星相撞后，双方曾就事故责任发生争执，但美方后来承认这是预警失职。负责追踪太空残骸的美国国防部表示，当时有多达18,000名太空垃圾，而国防部无法一一追踪。无法预测这种碰撞。

高山介绍说，今天地球附近记录了超过50,000件废弃的航天器和太空碎片。

但是，人类监视太空碎片的能力也有所提高。庞志浩说，许多国家已经合作建立了一个地面空间监视系统，以通过雷达和光学系统监视在轨航天器和空间碎片的动态。

2010年9月，美国还发射了天基空间监视系统的第一颗卫星，使其能够与地面系统合作，形成一个将天地融合在一起的空间监视网络。 随后，加拿大，德国和意大利等国家也在太空计划中发起了天基空间碎片监测尝试。

存在着更先进的太空监视，以此作为人类增强预测航天器风险并帮助他们转身的能力的基础。

高山说，航天器的设计有一个专业的“太空碎片保护”，它使用强度更高的材料，并在航天器表面增加了一层“装甲”。此外，还将考虑航天器的设计布局，以避免暴露出更易碎的部件。这样，当遇到相对较小的空间碎片时，航天器具有一定的抵抗能力。

如果您遇到大空间碎片，则需要飞船主动躲避。国际空间站和天宫二号都进行了改造。

庞志浩说，卫星本身具有螺旋桨，能够改变轨道。例如，卫星被火箭发射到预定轨道后，它需要自己的发动机点火工作才能飞到最终的工作轨道。还有一些遥感卫星根据任务要求执行轨道机动并在指定地点进行观测。

高山介绍，为了避免障碍，过渡过程的实施需要事先准备过程。通常，空间监视系统会提前几天检测出卫星可能遇到的危险并发出预警。然后，系统将连续监视相关卫星和空间碎片的动态，并不断更新数据。地面飞行管制员需要事先制定适当的计划。如果确定存在碰撞危险，则应在适当的时候以最低的成本采取措施。 毕竟，轨道机动需要消耗燃料，这直接关系到卫星的使用寿命。

庞志浩说，航天器的回避方案通常是略微提高轨道高度。 “风神”也是如此。当两颗卫星相距半圈时，欧洲航天局提高了“风神”的轨道高度，并使其从“星链”上空飞过。

但是这种更改也很麻烦。欧空局后来抱怨说：“这些避免碰撞的动作需要很多时间来准备，包括确定所有使用中的航天器的未来轨道位置，并计算发生碰撞的可能性以及各种行动的潜在后果。” p>

卫星运行管理需要“保持规则”，并且不要增加拥塞。

当新卫星进入轨道设计时，将考虑避免与在轨卫星碰撞？

高山说，没有，目前的赛道设计仍然集中在任务需求上。

毕竟，太空还远没有阻止卫星因担心“撞车”而需要“四处走动”的位置。

庞志浩说，与低轨道卫星相比，对地球静止轨道卫星的间隔有一定的国际要求，因为轨道资源更加有限。但这并不是为了防止卫星碰撞，而是主要是为了避免卫星之间的频率干扰。

美俄卫星相撞后，美国宇航局约翰逊航天中心的空间碎片研究专家Matte抱怨说：“我们知道这种事情迟早会发生，并且卫星空间碰撞问题将会在未来。十年变得越来越突出。”

这是事实。 随着人类空间活动的迅猛发展，如果将来有成百上千的卫星相互聚集，同时又产生更多的太空垃圾，然后再产生广阔的轨道空间，则有一天它会变得拥挤。

高山说，如果轨道环境在一定程度上拥挤，那么可以将卫星的轨道参数进行最佳调整，例如调整几公里，以避免“拥挤的区域”。同时，她认为，在卫星运行管理中遵守“交通规则”更为重要，不要增加混乱并加强对航天器的监测。

记者了解到，近年来，北京飞控中心等承担航天器在轨运行管理工作的单位致力于智能化和自主性发展，并不断提高其管理能力。和水平。

ESA和太空探索技术公司还声称正在研究依靠人工智能或自主系统来帮助卫星避免碰撞的技术。

此外，仍然有许多人对成千上万颗卫星的庞大计划感到怀疑。有必要吗？毕竟，在丢弃了如此多的卫星之后，它们将成为无法控制的太空垃圾，这不可避免地会对太空环境构成威胁。