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簡(jiǎn)介：面臨日益增長(zhǎng)的太空航行器，以及航行器碰撞帶來(lái)的災(zāi)害，太空行業(yè)利益相關(guān)者成立SSC發(fā)布自愿性指導(dǎo)規(guī)則以避免減少太空垃圾危害。

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圖解：電影《太空垃圾3D》中描繪的太空垃圾場(chǎng)景

圖源：《太空垃圾3D》

太空——這最后的邊疆也許需要一些管制。

大約有2000顆運(yùn)營(yíng)中的人造衛(wèi)星正圍繞地球疾馳，這些衛(wèi)星中有氣象衛(wèi)星、通信衛(wèi)星，以及其他執(zhí)行各類(lèi)任務(wù)的衛(wèi)星。而隨著航天器制造成本和發(fā)射成本的降低，人造衛(wèi)星的數(shù)量也在穩(wěn)定上升，甚至將會(huì)迎來(lái)飛躍。

例如，太空探索公司（SpaceX）、亞馬遜公司（Amazon）、一網(wǎng)公司（OneWeb）都計(jì)劃在不久的將來(lái)組建衛(wèi)星數(shù)量龐大的衛(wèi)星群。2019年5月，太空探索公司發(fā)射了該公司“星鏈”衛(wèi)星群的首批60顆近地軌道衛(wèi)星，按計(jì)劃“星鏈”的衛(wèi)星數(shù)量最終將達(dá)到12000顆。

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圖解：太空探索公司“星鏈”計(jì)劃標(biāo)志與衛(wèi)星群示意圖

圖源：legitreviews

這些即將部署的繞地航天器并非都是由財(cái)力雄厚的公司或者政府機(jī)構(gòu)運(yùn)營(yíng)，相當(dāng)一部分衛(wèi)星將由一些進(jìn)入空間技術(shù)領(lǐng)域不久的新公司運(yùn)營(yíng)，這些公司在幾年前甚至未曾想過(guò)會(huì)成為太空俱樂(lè)部的一員。

事實(shí)上，這已經(jīng)在發(fā)生，“坦率來(lái)講，即便是小學(xué)也能負(fù)擔(dān)得起發(fā)射小型實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的費(fèi)用?！焙教旒夹g(shù)公司Maxar的首席技術(shù)官沃特·斯科特（Walter Scott）告訴太空網(wǎng)（Space）。

斯科特等人指出，開(kāi)放的太空是件好事，但是也帶來(lái)一些風(fēng)險(xiǎn)。隨著繞地軌道變得越來(lái)越擁擠，衛(wèi)星相撞的風(fēng)險(xiǎn)也在增加，尤其是那些在缺乏運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)人員控制下的簡(jiǎn)易衛(wèi)星。

衛(wèi)星相撞是一個(gè)大問(wèn)題。例如，2009年2月，運(yùn)營(yíng)中的美國(guó)通訊衛(wèi)星“銥星-33”與俄羅斯報(bào)廢衛(wèi)星“宇宙-2251”相撞，到當(dāng)年10月撞擊產(chǎn)生了約1800個(gè)新碎片，占當(dāng)時(shí)可監(jiān)測(cè)軌道碎片的10%。（然而，大多數(shù)的太空垃圾因太小而不能被追蹤，數(shù)百萬(wàn)個(gè)太空微粒繞地飛行但無(wú)法被我們的儀器發(fā)現(xiàn)）

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圖解：“銥星-33”與“宇宙-2251”相撞事件與太空垃圾清理設(shè)想

圖源：necsus-ejms

每一個(gè)軌道碎片都是一顆疾馳子彈，以每小時(shí)數(shù)千英里的速度穿行在太空中，對(duì)其他航天器構(gòu)成潛在威脅。理論上講，一次相撞可能會(huì)導(dǎo)致另一次相撞，繼而引發(fā)下一次，以此類(lèi)推造成一連串的災(zāi)難，這種情況被稱之為“凱斯勒現(xiàn)象”（Kessler syndrome）。

太空安全聯(lián)盟（SSC）指出，如果航天器的制造方和運(yùn)營(yíng)方遵循一些簡(jiǎn)單的規(guī)則，就可以避免凱斯勒現(xiàn)象的發(fā)生，至少可以將其在近期發(fā)生的幾率降到最低。

SSC是一個(gè)由太空工業(yè)利益相關(guān)方建立的組織。2019年9月，SSC制定了一份名為《可持續(xù)太空運(yùn)營(yíng)最佳行為規(guī)范》的文件，文件中擬定了太空工業(yè)參與者自愿遵循的行為規(guī)范。

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SSC指出，跨機(jī)構(gòu)空間碎片協(xié)調(diào)委員會(huì)和聯(lián)合國(guó)和平利用外層空間委員會(huì)已經(jīng)制定過(guò)減少太空垃圾的指導(dǎo)準(zhǔn)則，但是這些準(zhǔn)則最后一次修訂是在2007年，并沒(méi)有考慮到后來(lái)大量新發(fā)射的立方體衛(wèi)星、小型衛(wèi)星、衛(wèi)星群。這些新型航天器在空間姿態(tài)感知、操作控制、設(shè)計(jì)方面均有很大的技術(shù)進(jìn)步，為拓展已有的空間技術(shù)行業(yè)準(zhǔn)則和減少太空垃圾的行為規(guī)范提供了可能。

《最佳行為規(guī)范》中一個(gè)重要的建議是，所有在距地面400km高度以上空間運(yùn)行的航天器都應(yīng)具備將航天器推離可能發(fā)生相撞軌道的推進(jìn)系統(tǒng)。400km高度是一條自然分界線，國(guó)際空間站就是在這個(gè)高度運(yùn)行。不會(huì)有人想讓失控的衛(wèi)星途徑空間站的運(yùn)行軌道返回地球。而低于400km的空間內(nèi)有足夠的大氣，對(duì)報(bào)廢航天器產(chǎn)生的阻力足以使其迅速降低軌道墜入大氣層。

斯科特在一篇博客中寫(xiě)道，太空組織可以將距地400km以內(nèi)的空間指定為“實(shí)驗(yàn)區(qū)，這樣的舉措可以保證越來(lái)越多的廉價(jià)、實(shí)驗(yàn)性或教育類(lèi)立方體衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商擁有可負(fù)擔(dān)的空間。

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圖解：海拔400km以內(nèi)的空間可以指定為實(shí)驗(yàn)區(qū)，以保證一些衛(wèi)星運(yùn)行商擁有低成本運(yùn)營(yíng)空間。

圖源：Maxar Technologies

SSC也建議衛(wèi)星設(shè)計(jì)者考慮在衛(wèi)星的指令控制系統(tǒng)采取加密措施，防止黑客的有意破壞造成軌道撞擊災(zāi)難。《最佳行為規(guī)范》還包括避免拋投太空垃圾的指導(dǎo)方針，例如，近地軌道（LEO）衛(wèi)星的運(yùn)營(yíng)商應(yīng)當(dāng)在衛(wèi)星發(fā)射合同中加入一項(xiàng)太空垃圾處理的要求，即通過(guò)一定的技術(shù)手段使運(yùn)載火箭“上面級(jí)”再入大氣層。

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圖解：2011年，歐空局兩顆“伽利略”導(dǎo)航衛(wèi)星搭載俄羅斯“聯(lián)盟號(hào)”運(yùn)載火箭發(fā)射升空，圖中運(yùn)載火箭的Fregat-MT上面級(jí)從第三級(jí)火箭分離，繼續(xù)將衛(wèi)星送往預(yù)定軌道。

圖源：ESA

2019年10月15日，31家太空工業(yè)利益相關(guān)方簽署了這項(xiàng)新的指導(dǎo)規(guī)范，這些團(tuán)體中包括一些名聲在外的公司，如航天技術(shù)公司Maxar（數(shù)字地球公司DigitalGlobe和航天器制造商SSL的母公司）、一網(wǎng)公司、火箭實(shí)驗(yàn)室公司、銥星公司、歐洲衛(wèi)星公司SES和國(guó)際通信衛(wèi)星公司Intelsat。

“不能等到災(zāi)難發(fā)生后再采取措施，現(xiàn)在正是行動(dòng)的時(shí)候，可以看到Maxar和一網(wǎng)等運(yùn)營(yíng)商正在積極行動(dòng)?！彼箍铺卣f(shuō)。

2019年9月的兩次衛(wèi)星相撞危機(jī)警示著太空迷和衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商要考慮太空垃圾碰撞災(zāi)難。

9月2日，歐空局緊急調(diào)整了地球觀測(cè)衛(wèi)星“風(fēng)神”的運(yùn)行軌道，避免了與太空探索公司“星鏈”衛(wèi)星的相撞，兩顆衛(wèi)星相撞幾率為千分之一。

9月18日，畢格羅公司的“創(chuàng)世紀(jì)II ”衛(wèi)星與俄羅斯“宇宙-1300”衛(wèi)星擦肩而過(guò)，相撞的幾率為5.6%。地面人員沒(méi)有對(duì)兩顆衛(wèi)星進(jìn)行變軌避險(xiǎn)，因?yàn)樗鼈兙淹艘蹐?bào)廢，成為眾多太空垃圾的一部分。

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圖解：歐空局“風(fēng)神”衛(wèi)星，“風(fēng)神”衛(wèi)星與“星鏈-44”衛(wèi)星軌道示意圖

圖源：cite-espace

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作者: Michael Wall

FY: 牧心

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