近日,歐洲航天局對(duì)地球科學(xué)衛(wèi)星“風(fēng)神”實(shí)施了一次變軌機(jī)動(dòng),以避免與美國(guó)太空探索技術(shù)公司的一顆“星鏈”衛(wèi)星相撞。歐空局對(duì)這次操作有所不滿。他們本希望“星鏈”衛(wèi)星能避讓,但太空探索技術(shù)公司沒(méi)接茬,他們只得讓自己的衛(wèi)星變軌。這種事情如果僅此一次倒也罷了,但他們不得不對(duì)未來(lái)產(chǎn)生憂慮。該局在推文中表示,一旦有更多衛(wèi)星入軌,諸如“星鏈”和其他規(guī)劃中的巨型星座項(xiàng)目下的那些衛(wèi)星,這種靠“手動(dòng)”來(lái)避免潛在相撞的辦法將不可持續(xù)。
這種擔(dān)憂不無(wú)道理。全國(guó)空間探測(cè)技術(shù)首席科學(xué)傳播專家龐之浩認(rèn)為,截至目前人類總共發(fā)射了8000多個(gè)航天器,在軌運(yùn)行的有1500多個(gè)。然而近年一些航天機(jī)構(gòu)提出了各種巨型星座項(xiàng)目,例如僅“星鏈”星座就計(jì)劃發(fā)射12 000顆衛(wèi)星,而且相當(dāng)一部分衛(wèi)星將部署在500多公里高度的近地軌道。這可能使衛(wèi)星相撞的概率大大增加。
衛(wèi)星相撞的事件確實(shí)發(fā)生過(guò)。2009年2月,美國(guó)“銥星33”在西伯利亞上空近800 km高度,撞到了已經(jīng)報(bào)廢的俄羅斯“宇宙-2251”衛(wèi)星。這是截至目前,人類航天史上唯一一次衛(wèi)星與衛(wèi)星相撞事件。但這種“車禍”概率并不高。試想,即使在槍林彈雨的戰(zhàn)場(chǎng),兩顆子彈相撞的概率能有多大,何況是廣闊的太空中數(shù)量并不很多的衛(wèi)星呢。
此次“風(fēng)神”與“星鏈”間雖然出現(xiàn)險(xiǎn)情,相撞的可能性其實(shí)也很小。根據(jù)美國(guó)空間標(biāo)準(zhǔn)與創(chuàng)新中心的“衛(wèi)星軌道交會(huì)空間威脅性相遇評(píng)估報(bào)告”顯示,這兩顆衛(wèi)星會(huì)在美國(guó)東部時(shí)間9月2日早上7點(diǎn)多,以14.4 km/s的相對(duì)速度“擦肩而過(guò)”,最近距離大約4 km,相撞的概率不足百萬(wàn)分之一。
相撞概率雖低,避讓卻很麻煩。衛(wèi)星相撞的概率雖低,空間碎片卻不可不防??催^(guò)電影《地心引力》的朋友,想必都會(huì)對(duì)這些太空垃圾的威力留下深刻印象。
2009年美俄衛(wèi)星相撞后,雙方一度為事故責(zé)任發(fā)生了爭(zhēng)執(zhí),但后來(lái)美方承認(rèn)了自己在預(yù)警方面的失職。負(fù)責(zé)追蹤太空殘骸的美國(guó)國(guó)防部事后表示,當(dāng)時(shí)太空垃圾多達(dá)18 000個(gè),國(guó)防部無(wú)法逐一追蹤,根本不可能預(yù)測(cè)這種相撞事故。
龐之浩說(shuō),衛(wèi)星自身?yè)碛型七M(jìn)器,是具備變軌能力的。例如衛(wèi)星被火箭發(fā)射到預(yù)定軌道后,就需要自身發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火工作,飛到最終的工作軌道。也有一些遙感衛(wèi)星,會(huì)根據(jù)任務(wù)需求實(shí)施軌道機(jī)動(dòng),對(duì)指定位置開(kāi)展觀測(cè)。通常航天器的避讓方案都是略微提升軌道高度。此次“風(fēng)神”也是如此,歐空局在兩顆衛(wèi)星相距半圈時(shí),提高了“風(fēng)神”的軌道高度,讓它從“星鏈”的頭頂飛過(guò)。
我國(guó)承擔(dān)航天器在軌運(yùn)行管理的單位如北京飛行控制中心等,近年來(lái)致力于向智能化、自主化方向發(fā)展,不斷提升管理能力和水平。歐空局和太空探索技術(shù)公司也聲稱,正在研究依靠人工智能或自主式系統(tǒng)幫助衛(wèi)星躲避碰撞的技術(shù)。此外還有許多人對(duì)動(dòng)輒上萬(wàn)顆衛(wèi)星的龐大計(jì)劃懷有疑問(wèn),是否有必要?畢竟這么多衛(wèi)星報(bào)廢后都將成為不可控的太空垃圾,難免對(duì)太空環(huán)境產(chǎn)生威脅。