科报日报记者 付毅飞
近来，欧空局对地球科学卫星“风神”施行了一次变轨机动，以防止与美国太空探究技能公司的一颗“星链”卫星相撞。
欧洲“风神”卫星
欧空局对这次操作有所不满。他们本期望“星链”卫星能逃避，但太空探究技能公司没有理睬，他们只得让自己的卫星变轨。
这种作业假如仅此一次倒也罢了，但他们不得不对未来发作忧虑。该局在推文中表明，一旦有更多卫星入轨，比如“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”来防止潜在相撞的方法将不行继续。
这种忧虑不无道理。全国空间勘探技能首席科学传达专家庞之浩告知科技日报记者，到现在人类一共发射了8000多个航天器，在轨运转的有1500多个。
但是近年一些航天组织提出了各种巨型星座项目，例如仅“星链”星座就方案发射12000颗卫星，并且恰当一部分卫星将布置在500多公里高度的近地轨迹。这或许使卫星相撞的概率大大添加。
史上仅发作过一例卫星“事端”
卫星相撞的工作的确发作过。2009年2月，美国“铱星33”在西伯利亚上空近800公里高度，撞到了现已作废的俄罗斯“世界-2251”卫星。这是到现在，人类航天史上仅有一次卫星与卫星相撞工作。
美国“铱星-33号”俄罗斯“世界-2251”
碰击的成果恰当惨烈。两颗卫星的分量分别为560公斤和900公斤，各自以每秒7.9公里的第一世界速度飞翔。碰击后不只铱星“身亡”，并且发作了许多碎片，散落到从几百公里到一千多公里高度的太空中，对后续太空方案造成了影响。
但这种“事端”概率并不高。试想，即便在刀光剑影的战场，两颗子弹相撞的几率能有多大，何况是广大的太空中数量并不许多的卫星呢。
1999年2月10日，人类历史上初次卫星相撞工作发作方位示意图
此次“风神”与“星链”间尽管呈现险情，相撞的或许性其实也很小。
依据美国空间规范与立异中心的“卫星轨迹交会空间要挟性相遇评价陈述”显现，这两颗卫星会在美国东部时刻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”，最近间隔大约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整体部轨迹主管规划师高珊向科技日报记者介绍，卫星运转的轨迹分许多种。例如，依照轨迹高度，可分为2000公里以内的近地轨迹、20000公里左右的中高轨迹，以及将近36000公里的地球停止轨迹等。
即便在近地轨迹运转的卫星，轨迹也形形色色。从偏心率来看，有圆轨迹、近圆轨迹、椭圆轨迹；从轨迹倾角来看，有绕着地球的“腰带”飞翔的赤道轨迹，有简直笔直于赤道、飞经地球南北极的极地轨迹，还有轨迹倾角与赤道联系介于水平与笔直之间的歪斜轨迹。
所以，飞翔在不同高度、不同轨迹的卫星，要想在同一时刻在苍茫太空中相遇，也是需求很大的缘分。
相撞概率虽低，逃避却很费事
卫星相撞的概率虽低，空间碎片却不行不防。看过电影《地心引力》的朋友，想必都会对这些太空废物的威力留下深刻印象。
电影《地心引力》片段
2009年美俄卫星相撞后，两边一度为事端责任发作了争论，但后来美方承认了自己在预警方面的渎职。担任追寻太空残骸的美国国防部过后表明，其时太空废物多达18000个，国防部无法逐个追寻，底子不行能猜测这种相撞事端。
高珊介绍，现在地球邻近被记录在案的抛弃航天器以及空间碎片，现已超越5万个。
不过，人类对太空废物的监测才能也大有进步。庞之浩说，多个国家协作建设了地上太空监督体系，经过雷达、光学等手法，对在轨航天器及空间碎片的动态进行监督。
2010年9月，美国还发射了天基太空监督体系首颗卫星，让其与地上体系协作，构成六合一体化的太空监督网。随后，加拿大、德国、意大利等国，也在太空方案中展开了天基太空碎片监测的测验。
有较为精细的太空监测作为基础，使人类具有更强的为航天器猜测危险，以及帮它们转危为安的才能。
高珊说，航天器规划上有一门专业叫做“空间碎片防护”，是使用强度较高的资料，在航天器外表加上一层“盔甲”。别的航天器规划布局时，也会有所考虑，防止把比较软弱的部件露出在外。这样，当遇到比较纤细的空间碎片时，航天器具有必定的抵挡才能。
假如面临较大的空间碎片，就需求航天器自动逃避了。国际空间站、天宫二号等都曾为此施行过变轨。
庞之浩说，卫星本身具有推进器，是具有变轨才能的。例如卫星被火箭发射到预订轨迹后，就需求本身发动机焚烧作业，飞到终究的作业轨迹。也有一些遥感卫星，会依据使命需求施行轨迹机动，对指定方位展开观测。
1957 - 2015近地轨迹遍及的太空废物
高珊介绍，为逃避障碍物而施行变轨，事前需求一段预备进程。一般来说，太空监督体系会提早数天发现卫星或许遇到的险情，并宣布预警，随后体系会继续监测相关卫星和空间碎片的动态，不断更新数据。地上飞控人员则需提早拟定适宜的预案，假如确认存在磕碰危险，就要在恰当的时分以最小的价值来采纳办法。究竟轨迹机动需求耗费燃料，这直接联系着卫星的作业寿数。
庞之浩说，一般航天器的逃避方案都是稍微提高轨迹高度。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”的轨迹高度，让它从“星链”的头顶飞过。
但这种变轨也很费事。欧空局后来诉苦说：“这些避撞机动要花许多时刻来预备，包含要确认一切在用航天器的未来轨迹方位，还要核算相撞危险和各种不同举动的潜在结果。”
卫星运转办理需“守规矩”、别添堵
新卫星在轨迹规划时，会不会为防止与在轨卫星磕碰而有所考虑呢？
高珊表明，并没有，现在的轨迹规划仍以使命需求为重。
究竟，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”的境地。
庞之浩说，比较低轨卫星，国际上对地球停止轨迹卫星的距离有必定要求，由于该轨迹资源更为有限。但那也不是为了防止卫星相撞，而主要是为防止卫星之间呈现频率搅扰。
美俄卫星相撞后，美国宇航局约翰逊航天中心太空废物研讨专家马特内曾诉苦说：“咱们知道这种作业早晚要发作，卫星太空相撞问题将在往后几十年变得越来越杰出。”
的确如此。跟着人类航天活动的快速开展，假如未来每年都有成百上千颗卫星蜂拥而上，一起发作更多太空废物，再广大的轨迹空间，也总有一天会拥堵起来。
高珊表明，假如轨迹环境拥挤到必定程度，可以对卫星的轨迹参数进行优化调整，例如举高几公里，以避开“拥堵路段”。一起她认为，更重要的是在卫星运转办理中恪守“交通规则”，别添堵别添乱，并加强对空间飞翔物的监测。
记者了解到，我国承当航天器在轨运转办理的单位如北京飞翔控制中心等，近年来致力于向智能化、自主化方向开展，不断提高着办理才能和水平。
欧空局和太空探究技能公司也宣称，正在研讨依托人工智能或自主式体系协助卫星逃避磕碰的技能。
此外还有许多人对动辄上万颗卫星的巨大方案怀有疑问，是否有必要？究竟这么多卫星作废后都将成为不行控的太空废物，不免对太空环境发作要挟。
来历：科技日报 文中图片来自网络
修改：刘义阳
审阅：管晶晶
