[读懂科学]马斯克的星链正进行高难度飞行

Published 07 Jul.2023 09:31(KST)

Updated 07 Jul.2023 10:28(KST)

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卫星避碰机动次数激增趋势
到2028年半年将达100万次
专家称“安全堪忧，应限制卫星数量”

埃隆·马斯克旗下的航天开发公司“SpaceX”为提供太空互联网服务而发射的“星链”卫星，正成为重点关注对象。其数量过多，威胁地球轨道上其他卫星的安全，并干扰天文学家观测星空。而且，数量急剧增加的星链卫星，为了规避潜在风险而实施的机动动作也在大幅上升。最近6个月内，竟进行了超过2.5万次规避机动。每半年就翻一番，有预测认为，到2028年前后将达到100万次。专家指出，应当限制轨道内卫星数量。

7日，太空专业媒体Space.com援引SpaceX于上月30日提交给美国联邦通信委员会（FCC）的资料作出上述报道。SpaceX称，从2022年12月1日至今年5月31日的6个月间，为了避开具有潜在碰撞风险的其他卫星或太空垃圾，超过2.5万次启用推力器改变飞行轨道。与前一阶段6个月相比，约增加一倍。自2019年SpaceX首次发射星链卫星以来，截至目前累计规避机动已超过5万次。

针对这种规避机动次数呈指数级增长的现象，专家担心地球轨道可能会陷入失控状态。英国南安普顿大学天文学教授Hugh Lewis在接受该媒体采访时指出：“每6个月就翻一番，这种指数式增长的最大问题在于，它会以极快的速度达到极其庞大的规模。”

据Lewis教授介绍，SpaceX在2021年上半年实施了2219次规避机动，下半年为3333次，2021年12月至2022年6月为6783次，去年下半年为1.3612万次，去年12月至今年5月为2.5299万次。如果这一趋势持续，今年下半年将达到约5万次，到了2028年将超过100万次。而且这一数字看上去也不容易减少。SpaceX目前在1.2万个第一代星链卫星部署计划中，仅完成了约三分之一（4000多颗）。该公司每年稳定发射约800颗星链卫星。此外，今后还计划再发射3万颗第二代星链卫星，其中一部分已经获得FCC的许可。

更为雪上加霜的是，其他公司和国家发射的小型星座卫星也在急剧增加。马斯克的竞争对手Jeff Bezos旗下的亚马逊，正通过“柯伊伯计划”（Project Kuiper）建设太空互联网网络，计划发射数千颗与星链类似的小型通信卫星。中国也在推进具有同样目的的“国网”项目。在全球范围内，目前各国向联合国（UN）下属的国际电信联盟（ITU）登记的卫星数量高达170万颗。虽然这些卫星不可能全部按计划发射，但足以引发对地球轨道安全性的质疑。

Lewis教授表示：“如果到2020年代末，轨道上有10万颗卫星在运行，那么各运营方为了避免碰撞就必须进行极其频繁的机动，就好像在高速公路上行驶时，为了避免碰撞每隔10米就要变换一次方向一样，绝不可能是安全的。”

根据欧洲航天局（ESA）的数据，目前地球轨道上约有1.05万颗卫星，其中约8100颗处于运行状态。然而，最近轨道拥堵问题开始急剧恶化。因为在2019年，地球轨道上的在轨运行卫星还只有约2300颗。随着大量小型卫星以星座形式发射并运营，星链的出现使这一数字迅速攀升。除新卫星外，失效卫星、废弃火箭和碎片等太空垃圾也在激增，使卫星运营方陷入困境。

当然，运营星链的SpaceX所采取的高安全标准，也是造成如此频繁规避机动的原因之一。SpaceX规定，一旦有物体接近卫星且碰撞概率达到十万分之一以上，就必须实施规避机动。而美国国家航空航天局（NASA）等机构的标准则宽松10倍，即在碰撞概率达到一万分之一以上时才进行规避机动。哈佛-史密森天体物理中心研究员Jonathan McDowell表示：“SpaceX坚信自己有能力承受不断增加的规避机动负担，但事实未必如此。各种独立且不可预测的问题叠加在一起，可能导致碰撞这一不良结果，令人怀疑他们是否已对此做好了充分应对。”

星链卫星搭载了自动碰撞规避系统，可以追踪周边接近物体的轨迹，并在几天前发出预警。但该系统并非总是准确无误。此外，当受太阳风影响，地球高层大气变得更为稠密时，升力和空气阻力会增强，卫星有可能偏离既定轨道。