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卫星滥用“漫步自由” 中国空间站成功避险

2021年12月30日 07:59  第一财经  

作者: 钱童心

太空探索技术公司(SpaceX)的卫星最近有些“不安分”,导致中国本月初向联合国发起投诉。

一份中国常驻联合国代表团发给联合国外层空间委员会的照会显示,SpaceX的星链(Starlink)卫星今年几次机动到中国空间站轨道高度,导致天宫空间站不得不两次紧急调整轨道,以避免可能发生的碰撞。

中国外交部发言人连续两天就此事发表评论。

赵立坚在12月28日的例行记者会上应询证实,今年7月和10月,美国太空探索技术公司发射的星链卫星先后两次接近中国空间站。在此期间,中国航天员正在空间站内执行任务。出于安全考虑,中国空间站采取了紧急避碰措施。

赵立坚说,1967年《外空条约》是公认的当前外空领域国际法基石。美方应该尊重以国际法为基础的外空国际秩序,立即采取措施防止此类事件再次发生,采取负责任的态度维护在轨航天员的生命安全和空间设施的安全稳定运行。

12月29日,赵立坚再次在例行记者会上表示,外空不是法外之地。“根据1967年的《外空条约》,各国应为其国内私人公司的一切外空活动承担责任。”

专家表示,卫星在发射之前都是经过精密的轨道设定的,因此真正会发生“碰撞”的可能性很小。北斗三号系统卫星总设计师、中科院微小卫星创新研究院副院长林宝军对第一财经记者表示,目前国际上虽然还没有完善的协调机制,但是各个国家对自己发射的卫星是有及时追踪和控制能力的,在地面上也可以操控天上卫星的运行轨迹。

卫星撞车的风险几何?

SpaceX卫星导致的中国空间站的紧急避险事件,引起中国相关机构高度警惕。

就在几天前,天宫空间站两名中国航天员刚刚完成了第二次出舱活动。

目前尚不清楚联合国报告中提到的星链卫星是否试图自行离开中国空间站。中国提交的报告显示,在10月的一次近距离接触中,星链卫星的“机动策略未知,轨道误差难以评估”,促使空间站紧急调整轨道并“避免潜在的碰撞”。

Starlink网站的信息显示,星链卫星中嵌入了自动避碰技术,如果它们检测到与即将到来的太空垃圾、空间站或任何其他太空飞行物的潜在碰撞,它们可以自动躲避。马斯克也在推特上回应称,部分Starlink卫星轨道已进行调整,以减少发生碰撞的可能性。

美国哈佛史密森天体物理学中心的天文学家乔纳森·麦克道尔(Jonathan McDowell)日前在推特上发表了自己的分析,鉴于中国空间站处于稳定轨道,他认为SpaceX有主动规避并事先通知中方的责任。

他还对这两次事件的轨道做了分析,星链1095和中国空间站在7月相遇时,星链在降轨;而10月那次相遇中,星链2305在持续升轨,且没有做任何规避机动。

乔纳森·麦克道尔认为,尽管星链对其卫星的路径进行的细微调整可能表明自主系统正在运行,但他仍然呼吁更多的国际协调。“如果没有国际协调,那么这些自主系统的调整几乎没有效果。”他说道。

中国天宫空间站于今年4月开始建造,预计将在四次载人任务后于2022年底完工。

中国航天专家也表示,针对紧急事件已经做了充分的准备预案,一旦出现情况,将会采取相应的措施。

专家表示,卫星在发射之前都是经过精密的轨道设定的,因此真正会发生“碰撞”的可能性很小。林宝军对第一财经记者表示:“现在卫星运行轨道的规避性都特别强,而且可以提前很久就能预判是否会有撞击的风险,并能发出监测周围物体的信号,因此一般情况下都能及时反应避免碰撞。”

针对卫星发射的高度,林宝军告诉第一财经记者,卫星发射的高度越高信号越弱,传到地面的延迟也就越长,因此理想的卫星轨道高度一般不能太高,但也不能低于300公里,太低可能会自行坠落。

忙碌拥挤的新太空时代

据统计,目前有大约3万颗卫星环绕地球运行。

星链计划由马斯克在2014年提出,试图建立覆盖全球的卫星互联网,并在2019年将首批60颗卫星送入太空。据报道,迄今为止SpaceX已经发射了近1900枚卫星,该项目计划向太空发射1.2万颗卫星——这些卫星部署完成后,将可以向全球提供宽带服务,并降低网络延迟。

SpaceX只是众多航天公司中具有代表性的一家。上个月,包括亚马逊、波音、OneWeb等在内的约十家企业和组织向美国联邦通信委员会(FCC)申请了近4万颗卫星的发射批准,用以新建或扩建宽带网络,这些公司都希望使用所谓的V波段频谱,向全球提供来自太空的宽带服务。

以亚马逊为例,该公司正在努力建立一个最初由3236颗卫星组成的名为Project Kuiper的星座。在此基础上,亚马逊又提出了多达7774颗卫星的申请,阿斯特拉(Astra)公司的卫星申请数量更是多达13620颗,OneWeb和波音也分别新申请了6372颗和5789颗卫星。

FCC此前还授权SpaceX发射约7500颗V波段星链卫星。根据星链第二代“Gen2”系统规划,将需要部署近3万颗卫星。

不过,近地轨道卫星数量激增的一个主要问题是碰撞和产生新的空间碎片的风险。科学家们已经敦促各国政府共享数据,以降低发生灾难性太空碰撞的风险。

麦克道尔表示,近年来,国际空间站(ISS)不得不多次避开反卫星试验产生的碎片。“这是一个忙碌而拥挤的新太空时代的特征。”

专门为电信和卫星行业企业进行估值的咨询公司Summit Ridge集团总裁穆西(Armand Musey)提到一种叫做“凯斯勒综合征”(the Kessler syndrome)的现象。该理论由美国科学家唐纳德·凯斯勒(Donald Kessler)于1978年提出,认为在太空垃圾过于密集的情况下,一颗卫星偏离轨道或者遭到一颗流星的撞击时会产生连锁反应,进而有大量卫星被毁,对国际空间站等航天器安全构成威胁。

“空间碎片是该行业日益重要的问题之一。”穆西表示,“如果那里有太多卫星,并且它们开始相互碰撞,就会产生连锁反应,这被称为凯斯勒综合征。”

针对地球轨道卫星数量激增导致的碰撞和产生新的空间碎片的风险,Summit Ridge集团提议,充分利用自主机动系统以及坠入大气烧毁报废的卫星,均是对抗这种风险的方式。

此外,天文学家也对地球轨道大面积部署卫星星座提出抗议。

根据欧洲南方天文台(ESO)去年发布的一份报告,研究人员表示,近地轨道上的大型明亮卫星星座,将从根本上改变地面光学和红外天文学,并可能影响全球天文学家的观测。

ESO荣誉天文学家迪特里希·巴德(Dietrich Baade)教授对第一财经记者表示:“卫星和太空碎片引起了人们的巨大关注,但我很遗憾大量卫星的发射对于天文观测的影响却很少有人提及。”

ESO的报告发现,低轨卫星的部署会影响天文学家寻找包括威胁地球的小行星或引力波源的可见光对应物。根据ESO的报告,SpaceX、亚马逊、OneWeb等公司正在开发的“巨型卫星星座”数量达到18个,这使得ESO的大型望远镜将受到这些星座“中等程度”的干扰。所谓“巨型星座”一般由数百或数千颗单独的卫星组成。

编 辑:值班记者
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