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太空垃圾和凯斯勒综合症:我们应该担心吗?

2024-04-19 10:01 来源:得道网

美国一位著名专家警告称,如果在未来50年内,日益严重的太空碎片问题得不到充分解决,卫星和太空垃圾可能会引发碰撞的连锁反应,造成全球通信系统的灾难性崩溃,并造成数万亿美元的损失。

“凯斯勒综合症即将成为现实,”纽约西部布法罗大学(University at Buffalo)的创新教授和空间碎片专家约翰·L·克拉西迪斯(John L . Crassidis)说。

他指的是美国宇航局科学家兼天体物理学家唐纳德·凯斯勒(Donald Kessler),他在20世纪70年代末首次提出了对太空垃圾问题的担忧和预测。

“如果相撞的可能性如此之大,以至于我们无法将卫星送入太空,那么我们就有麻烦了,”1994年至1996年在美国国家航空航天局(Nasa)工作的克拉西迪斯表示。他目前仍在与Nasa、美国空军(US Air Force)和其他政府机构合作,监测太空碎片。

在他发出警告的几天前,英国航天局局长阿努·奥贾(Anu Ojha)也表达了类似的观点,认为有必要“紧急”监管环绕地球运行的物体的数量。

根据各种估计,截至2023年,轨道上大约有1万颗卫星,还有100多万亿个未追踪的旧卫星碎片仍在绕地球运行。

近年来,随着SpaceX等公司利用以成本效益高的方式发射卫星的能力,发射到轨道上的卫星数量激增。

五个关键事实布特的太空垃圾'

克拉西迪斯认为,最大的问题在于,这些卫星要么是由于国防原因而保密,要么是由于它们的年龄而下落不明。

此外,不同国家的政策和执行指南也存在差异。

他提到了2009年发生的一起事件,当时一颗退役的俄罗斯通信卫星Kosmos 2251与一颗美国商业卫星铱星相撞。

“那个碎片区太疯狂了,”他说。他指的是那次碰撞的后果,它产生了更多的太空垃圾,增加了发生更多碰撞的可能性。

2021年,作为测试的一部分,一枚俄罗斯导弹摧毁了一颗过时的俄罗斯卫星,但它造成了大量碎片,国际空间站上的宇航员不得不采取紧急程序以保持安全。

“这就是我担心的东西——这些碎片可以直接穿过宇航员,”克拉西迪斯说。

早在去年10月,美国联邦通信委员会(FCC)就史无前例地宣布,由于未能遵守美国法律要求的脱离轨道规定,将对Dish Network处以15万美元的太空碎片罚款。

“这是一个突破性的解决方案,”联邦通信委员会执法局局长洛扬·埃戈尔说。“这很清楚地表明,联邦通信委员会有强大的执法权力和能力来执行其至关重要的太空碎片规则。”

然而,Crassidis警告说,尽管罚款是朝着正确方向迈出的一步,但这绝不是解决太空碎片问题的办法。

“我认为应该更高,”他说,指的是罚款。“这对他们来说微不足道;它真的很小。”

根据美国国家航空航天局的说法,目前有两种传统的方法来处理过时的太空卫星:第一种方法是使用设备中的最后一点燃料慢慢地将它们带离轨道,让它们最终在地球大气层中燃烧,另一种选择是将卫星送入更高的轨道,在那里它不会造成问题。

然而,正如Crassidis先生所指出的,有时候,技术故障、对燃料需求的错误计算以及间谍卫星的保密都会造成跟踪问题,从而增加碰撞的可能性。

国际科学界正在努力使用网、鱼叉、机械臂甚至磁铁来处理日益严重的太空垃圾问题,但这些解决方案大多处于早期测试阶段,成本效益不高。

英国航天大臣乔治·弗里曼(George Freeman)最近提出了一项全球规则体系,以规范涉及卫星上的风筝标志的空间,假设这将确保任何进入轨道的新卫星都符合必要的标准,以确保它们不会对其他卫星构成危险。

弗里曼表示,这一想法得到了瑞士和加拿大的支持,但目前尚不清楚它是否会得到全世界的接受——克拉西迪斯表示,这是许多此类提议面临的一个持续问题。

他说:“我们能做的最实际的事情就是更好地描述和追踪碎片。”他指出,他的公司XAnalytix Systems就在这一特定地区开展业务,他在布法罗大学(University of Buffalo)正在进行的研究使他能够研究这个问题,同时也鼓励学生们这样做。

“我们将把这个问题传递给他们,”他说,他指的是学生。

“我们希望改进碎片追踪模型,这样我们最终可以更好地追踪所有东西。”

虽然与空间碎片问题没有直接联系,但由美国国家航空航天局牵头的国际条约《阿尔忒弥斯协定》确实为解决这一问题提供了基础。

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这些协议由包括阿联酋、沙特阿拉伯、印度、英国和加拿大在内的33个国家签署,旨在建立和平太空合作的共同愿景。

“维护安全和可持续的太空环境对公共和私人活动都至关重要……美国宇航局和伙伴国家将同意制定减少轨道碎片的计划,包括在任务结束时安全、及时和有效地钝化和处置航天器,”协议的一部分写道。

至于Crassidis先生,他欢迎在太空垃圾问题上合作的潜力,但表示需要更多的国家站在同一立场上。

“我们必须分享信息,”他说。他承认,在一个日益动荡的地缘政治环境中,这种做法很困难。“除非你让所有国家都愿意接受,否则它不会奏效。”

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