SpaceX Starlink 卫星负责轨道上超过一半的近距离接触

SpaceX Starlink 卫星负责轨道上超过一半的近距离接触

由于遇到其他航天器和太空垃圾,卫星星座的运营商不断被迫移动他们的卫星。而且,根据现有数据的估计,由于SpaceX 的Starlink 卫星,此类危险方法的数量将继续增加。

英国南安普敦大学宇航研究小组负责人休·刘易斯 (Hugh Lewis) 表示,仅SpaceX 的Starlink卫星每周就有大约 1,600 次近距离接触。这些接触包括两艘飞船在 0.6 英里距离内通过的情况(1 公里)。

Lewis 是欧洲空间碎片领域的领先专家,他根据来自 Socrates(卫星轨道联合报告评估太空中的威胁性遭遇)数据库中的数据定期估计轨道上的情况。该工具由 Celestrack 管理,提供有关卫星轨道的信息,并模拟未来的轨迹以评估碰撞风险。

刘易斯在 Twitter 上定期发布更新,并在数据中看到了令人担忧的趋势,这反映了 Starlink 星座的快速部署。

“我查看了 2019 年 5 月 Starlink 首次发射时的数据,以了解这些巨型星座的负担,”刘易斯告诉 Space.com。“从那时起,苏格拉底数据库收集的遭遇数量增加了一倍多,现在我们处于星链占所有遭遇一半的情况。”

目前的 1,600 次近距离通过包括两颗 Starlink 卫星之间的近距离通过。排除这些遭遇,Starlink 卫星每周接近其他运营商的航天器 500 次。

在#SOCRATES (https://t.co/CjUGwoALuU) 预测的 7 月更新涉及 #Starlink 和 #OneWeb 的合相中,我们可以看到 2021 年 8 月 2 日的近距离传球次数持续(指数)上升

相比之下,根据刘易斯的数据,Starlink的竞争对手OneWeb目前飞行超过 250 颗卫星,每周与其他运营商的卫星进行 80 次近距离接触。

而且情况肯定会变得更糟。迄今为止,预计只有 1,700 颗卫星进入轨道。Lewis 的计算表明,一旦 SpaceX 发射了其第一代星座的所有 12,000 颗卫星,Starlink 卫星将参与所有近距离接近的 90%。

@cosmos4u 的另一个:2021 年 8 月 3 日的连词数

碰撞风险

科罗拉多州博尔德市 Kayhan Space 的首席执行官兼联合创始人 Siemak Heser 证实了这一趋势。他的公司开发商业自主空间交通管理系统,据估计,平均而言,管理约 50 颗卫星的运营商每周将收到多达 300 次正式会合警报。这些警报包括与其他卫星的相遇以及碎片。Hesar 告诉 Space.com ,在这 300 条警报中,多达 10 条需要操作员进行避让操作。

Kayhan Space 的估计基于美国太空监视网络提供的数据。这个由美国太空部队管理的雷达和望远镜网络密切监视大约 30,000 颗存活和失效的卫星以及小至 4 英寸(10 厘米)的碎片,并提供轨道物体最准确的位置数据。

Hesar 补充说,预计该目录的规模在不久的将来会增加十倍,部分原因是 Starlink 等巨型星座的增长,部分原因是传感器改进并能够检测更小的物体。目录中的物体越多,近距离接触就越危险。

“这个问题真的失控了,”赫萨尔说。“目前的流程是非常手动的,不可扩展,而且如果发生碰撞,可能会受到影响的各方之间没有足够的信息共享。”

Hesar 将这个问题比作在高速公路上行驶,却不知道在您前方几英里处发生了事故。如果两艘航天器在轨道上相撞,坠毁产生的碎片云会威胁到穿过同一区域的其他卫星。

“你希望对在附近飞行的其他演员有这种态势感知,”赫萨尔说。

错误的决定

尽管存在担忧,但迄今为止仅发生了 3 次确认的轨道碰撞。本周早些时候,位于马萨诸塞州剑桥市哈佛-史密森天体物理中心的天体物理学家和卫星追踪者乔纳森·麦克道威尔在太空轨道数据中发现了证据,表明中国气象卫星云海 1-02于今年 3 月解体,居然被一块太空碎片击中。

历史上已知最严重的太空碰撞发生在 2009 年 2 月,当时美国电信卫星铱 33 和俄罗斯已报废的军用卫星 Kosmos-2251 在 490 英里(789 公里)的高度坠毁。该事件产生了 1,000 多块大于 4 英寸(10 厘米)的碎片。许多这些碎片随后参与了进一步的轨道事件。

Lewis 担心,随着近距离传球次数的增加,操作员在某些时候做出错误决定的风险也会增加。躲避演习会消耗燃料、时间和精力。因此,运营商始终要仔细评估此类风险。然而,在警报之后不进行规避机动的决定(例如铱星公司在 2009 年做出的决定)可能会使轨道环境混乱数年甚至数十年。

“在您每天都收到警报的情况下,您无法应对所有情况,”刘易斯说。“演习使用推进剂,卫星无法提供服务。所以必须有一些门槛。但这意味着你正在接受一定程度的风险。问题是,在某些时候,你可能会做出错误的决定。”

赫萨尔说,卫星和碎片位置的不确定性仍然很大。在运行卫星的情况下,误差可能高达 330 英尺(100 米)。当涉及到一块碎片时,其确切位置的不确定性可能在一英里或更多。

“这个物体可以在这个数公里气泡中的任何地方,”赫萨尔说。“在这一点上,在可预见的未来,回避是我们最好的办法。那些说‘我要冒险’的人,在我看来,这是一种不负责任的做法。”

星链垄断

刘易斯担心单一参与者——Starlink——对轨道运行安全的影响越来越大。特别是,他说,因为这家航天公司最近才进入卫星运营领域。

“我们信任一家公司,做正确的事,”刘易斯说。“我们处于这样一种情况,我们看到的大部分操作都将涉及 Starlink。他们以前是发射提供商,现在他们是世界上最大的卫星运营商,但他们只这样做了两年,所以有一定数量的缺乏经验。”

SpaceX 依靠自主防撞系统来使其舰队远离其他航天器。然而,这有时会带来更多的问题。据刘易斯说,自动轨道调整改变了预测轨迹,因此使碰撞预测变得更加复杂。

“Starlink 并没有公开他们所做的所有操作,但据信他们一直在进行很多小的修正和调整,”刘易斯说。“但这给其他人带来了问题,因为没有人知道卫星将在哪里以及在接下来的几天里会做什么。”

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