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当碎片灾难来袭时

天文学与空间 2022-09-10 00:01:16

由欧洲航天局拍摄 空间碎片产生的历史

信用:欧空局/外空事务厅 2021年迄今为止,大约有2467个大到足以被跟踪的新物体被添加到世界轨道物体目录中,其中1493个是新卫星,其余是碎片

在添加新物体的同时,其他物体被大气层拖到地球上,在那里它们安全地燃烧起来,导致2020年至2021年期间至少净增加1387个可跟踪物体

此外,就在本周,估计有1500个新物体——相对于总人口增加了约5%——被添加,这意味着必须重新评估任务的风险

时不时地,地球轨道上会发生一个事件,产生大量新的空间碎片

卫星和火箭上剩余燃料引起的意外爆炸产生了最多的碎片物体,但排在第二位的是故意的破裂事件

大约有36,000个比网球大的物体在绕地球运行,其中只有13%受到主动控制

其余包括空间碎片,这是“碎片事件”的直接结果,迄今已知大约有630起碎片事件

根据对较大物体的观测以及统计模型(对于那些太小而无法用地球上的望远镜观测到的物体),欧空局估计目前在轨物体有: 36,500个尺寸大于10厘米的物体1,000,000个1厘米至10厘米的物体3.3亿个1毫米至1厘米的物体 每次新的碎片事件后,欧空局的空间碎片办公室开始分析

发生了什么事?现在和未来,这将如何塑造碎片环境?在轨运行的卫星和航天器的碰撞风险有什么变化?哪些高度和轨道受影响最大? 空间碎片的演变

信贷:欧洲航天局 跟踪的新对象 2021年迄今为止,大约有2467个大到足以被跟踪的新物体被添加到世界轨道物体目录中,其中1493个是新卫星,其余是碎片

在添加新物体的同时,其他物体被大气层拖到地球上,在那里它们安全地燃烧起来,导致2020年至2021年期间至少净增加1387个可跟踪物体

此外,就在本周,估计有1500个新对象被添加,相对于总人口增加了约5%

由于碎片物体以很高的速度运动,与直径只有1厘米的碎片碰撞,产生的破坏性能量相当于小型汽车以40公里/小时的速度碰撞

尽管最小的、亚毫米大小的碎片颗粒可能只会在撞击时降低卫星的功能,但“较大”的碎片——在厘米范围内——可能会造成完全破坏

随着时间的推移,地球大气层会导致轨道物体重新进入并燃烧殆尽

轨道高度越高,大气层越薄,因此物体自然会在太空停留的时间越长

在600公里以上的高度,这种物体在空间的自然“停留时间”通常超过25年

欧空局的地球观测任务在该地区运行,为了躲避迎面而来的碎片,每个任务平均每年都要进行两次“防撞机动”

坠落地球需要很长时间

信用:欧空局/外空事务厅 重新评估风险 在分裂事件之后,例如本周发生的事件,必须重新评估特派团面临的风险

欧空局空间安全计划负责人霍尔格·克拉格说:“这一重大碎片事件不仅将使在高度相似的轨道上执行任务的长期避碰需求增加一倍以上,而且还将大大增加在较低高度可能导致任务终止的碰撞概率。”

国际合作 美国空间监视网络不断监测空间碎片,欧空局的空间碎片专家利用这一数据和其他监测数据改进和更新模型,以更好地了解不断变化的碎片环境

通过执行日常碰撞风险分析和创建预测不同高度碎片物体未来位置和密度的模型,该小组可以就如何最好地保证其任务安全向卫星运营商提供建议

欧空局最新空间碎片电影《行动的时刻》中令人印象深刻的镜头

1957年,人类第一颗卫星人造卫星的发射标志着“淡蓝点”人民新时代的开始

几十年后,我们的星球现在被执行非凡工作的航天器所包围

但是他们面临着一个巨大的问题,他们与数百万快速移动且危险的空间碎片共享空间

信用:欧空局 确保太空公路的安全 联合国已经制定了减少轨道上日益增多的空间碎片的准则

欧空局空间碎片办公室的专家对这些准则作出了贡献,并就如何在欧空局飞行任务中实施这些准则提出了例行建议

此外,作为该机构空间安全和安保活动的一部分,欧空局正在努力保持地球商业和科学上至关重要的轨道环境尽可能没有碎片,并开创一种生态友好的空间活动方法

欧空局是第一个采纳到2030年扭转欧洲对空间碎片的贡献这一宏伟目标的空间机构,它通过推进维持清洁空间环境所需的技术来直接解决空间碎片问题

欧空局已经启动了将于2025年发射的第一次主动碎片清除任务,以展示从700公里的轨道上清除碎片的能力

但是,随着“新太空”时代的到来,由数千颗卫星组成的大型星座开始发射,需要做更多的工作来确保地球的空间环境为子孙后代可持续地利用

2025年,第一次主动碎片清除任务,ClearSpace-1,将会合、捕获并从欧洲的Vega发射器上取下Vespa (Vega二级有效载荷适配器)的上部进行再入

这是在2013年第二次织女星飞行后,根据空间碎片缓减条例留在大约800公里乘660公里高度的渐进处置轨道上的

ClearSpace-1将使用欧空局开发的机械臂技术捕获“维斯帕”号,然后执行受控的大气再入

信用:ClearSpace SA 欧空局加速保护我们的空间投资 当前的形势需要新的技术,使监管者能够考虑系统地实施零碎片政策

需要打造新的欧洲商业能力,以提供创新的在轨服务,如加油、翻新和延长现有任务的寿命

这将导致太空中的“循环经济”

为了确保安全进入空间,必须提供关于所有轨道物体的高精度位置信息,并且必须实现航天器运营者之间的自动协调

这些雄心勃勃的步骤将需要新技术,这些步骤是作为新的“保护”加速器的一部分提出的,该加速器是目前被定义为帮助塑造欧洲太空未来的三个加速器之一

空间技术以及由此产生的大量应用对欧洲经济至关重要

确保我们的空间基础设施和投资的安全,从而确保欧洲对空间的非依赖性使用,对于保障商业、经济以及最终我们的生活方式至关重要

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