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天上没交警、卫星多,怎样避免出“车祸”?为你科普

2019-09-17 来源:中国新闻网  浏览:    关键词:

天上没交警、卫星多,怎样避免出“车祸”?为你科普_“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求技术公司的一颗“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,但太空探求技术公司没接茬,他们只得让自己的卫星变轨。

这种事情假如仅此一次倒也而已,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通知科技日报记者,截至目前人类总共发射了8000多个航天器,在轨运转的有1500多个。

但是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。

史上仅发作过一例卫星“车祸”卫星相撞的事情的确发作过。

2009年2月,美国“铱星33”在西伯利亚上空近800公里高度,撞到了曾经报废的俄罗斯“宇宙-2251”卫星。

这是截至目前,人类航天史上唯逐一次卫星与卫星相撞事情。

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。

撞击后不只铱星“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,对后续太空计划构成了影响。

但这种“车祸”概率并不高。

试想,即便在枪林弹雨的战场,两颗子弹相撞的几率能有多大,何况是宽广的太空中数量并不很多的卫星呢。

此次“风神”与“星链”间固然呈现险情,相撞的可能性其实也很小。

依据美国空间规范与创新中心的“卫星轨道交会空间要挟性相遇评价报告”显现,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,相撞的概率缺乏百万分之一。

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引见,卫星运转的轨道分很多种。

例如,依照轨道高度,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。

即便在近地轨道运转的卫星,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,有简直垂直于赤道、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,也是需求很大的缘分。

相撞概率虽低,避让却很省事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渣滓的能力留下深化印象。

2009年美俄卫星相撞后,双方一度为事故义务发作了争论,但后来美方招认了自己在预警方面的渎职。

担任追踪太空残骸的美国国防部事后表示,当时太空渣滓多达18000个,国防部无法逐一追踪,基本不可能预测这种相撞事故。

高珊引见,往常地球左近被记载在案的废弃航天器以及空间碎片,曾经超越5万个。

不过,人类对太空渣滓的监测才干也大有进步。

庞之浩说,多个国度协作树立了空中太空监视系统,经过雷达、光学等伎俩,对在轨航天器及空间碎片的动态中止监视。

2010年9月,美国还发射了天基太空监视系统首颗卫星,让其与空中系统协作,构成天地一体化的太空监视网。

随后,加拿大、德国、意大利等国,也在太空计划中展开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才干。

高珊说,航天器设计上有一门专业叫做“空间碎片防护”,是应用强度较高的资料,在航天器表面加上一层“铠甲”。

另外航天器设计规划时,也会有所思索,避免把比较脆弱的部件暴露在外。

这样,当遇到比较细微的空间碎片时,航天用具有一定的抵御才干。

假如面对较大的空间碎片,就需求航天器主动规避了。

国际空间站、天宫二号等都曾为此实施过变轨。

庞之浩说,卫星自身具有推进器,是具备变轨才干的。

例如卫星被火箭发射到预定轨道后,就需求自身发起机点火工作,飞到最终的工作轨道。

也有一些遥感卫星,会依据任务需务实施轨道机动,对指定位置展开观测。

高珊引见,为规避障碍物而实施变轨,事前需求一段准备过程。

普通来说,太空监视系统会提早数天发现卫星可能遇到的险情,并发出预警,随后系统会持续监测相关卫星和空间碎片的动态,不时更新数据。

空中飞控人员则需提早制定适合的预案,假如肯定存在碰撞风险,就要在恰当的时分以最小的代价来采取措施。

毕竟轨道机动需求耗费燃料,这直接关系着卫星的工作寿命。

庞之浩说,通常航天器的避让计划都是稍微提升轨道高度。

此次“风神”也是如此,欧空局在两颗卫星相距半圈时,进步了“风神”的轨道高度,让它从“星链”的头顶飞过。

但这种变轨也很省事。

欧空局后来埋怨说:“这些避撞机动要花很多时间来准备,包括要肯定一切在用航天器的未来轨道位置,还要计算相撞风险和各种不同行动的潜在结果。

”卫星运转管理需“守规矩”、别添堵新卫星在轨道设计时,会不会为避免与在轨卫星碰撞而有所思索呢?高珊表示,并没有,目前的轨道设计仍以任务需求为重。

毕竟,太空里还远远没有堵到让卫星由于怕“撞车”而需求“绕路上班”的地步。

庞之浩说,相比低轨卫星,国际上对地球静止轨道卫星的间距有一定请求,由于该轨道资源更为有限。

但那也不是为了避免卫星相撞,而主要是为避免卫星之间呈现频率干扰。

美俄卫星相撞后,美国宇航局约翰逊航天中心太空渣滓研讨专家马特内曾埋怨说:“我们知道这种事情迟早要发作,卫星太空相撞问题将在今后几十年变得越来越突出。

”的确如此。

随着人类航天活动的快速展开,假如未来每年都有成百上千颗卫星蜂拥而上,同时产生更多太空渣滓,再宽广的轨道空间,也总有一天会拥堵起来。

高珊表示,假如轨道环境拥堵到一定水平,能够对卫星的轨道参数中止优化调整,例如抬高几公里,以避开“拥堵路段”。

同时她以为,更重要的是在卫星运转管理中恪守“交通规则”,别添堵别添乱,并增强对空间飞行物的监测。

记者了解到,我国承担航天器在轨运转管理的单位如北京飞行控制中心等,近年来努力于向智能化、自主化方向展开,不时提升着管理才干和水平。

欧空局和太空探求技术公司也宣称,正在研讨依托人工智能或自主式系统辅佐卫星规避碰撞的技术。

此外还有许多人对动辄上万颗卫星的庞大计划怀有疑问,能否有必要?毕竟这么多卫星报废后都将成为不可控的太空渣滓,难免对太空环境产生要挟。

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