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“太空籬笆”越扎越密

時(shí)間:2015年07月30日 信息來(lái)源:“太空籬笆” 點(diǎn)擊:7978 字體:


有時(shí)候你寧愿不知道這個(gè)壞消息。據(jù)估計(jì),有50萬(wàn)片包括廢舊衛(wèi)星、火箭部件和碰撞殘骸在內(nèi)的太空垃圾聚集在地球附近的軌道上,其中大部分具有潛在的致命性。美國(guó)宇航局(nasa)官員表示,任何直徑大于1厘米的東西都會(huì)對(duì)國(guó)際空間站(iss)造成威脅。不過(guò),現(xiàn)有的追蹤系統(tǒng)通常只能觀察到10厘米或更大的物體。美國(guó)政府目前監(jiān)控的太空垃圾只有2.3萬(wàn)片,不足5%。

不過(guò),隨著新的美國(guó)空軍雷達(dá)系統(tǒng)的加入,現(xiàn)狀將得到改變。該系統(tǒng)定于本月在馬紹爾群島的夸賈林環(huán)礁啟動(dòng)研制。駐扎在馬薩諸塞州漢斯科姆空軍基地的“太空籬笆”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人dana whalley介紹說(shuō),當(dāng)它在2019年上線時(shí),“太空籬笆”有望發(fā)現(xiàn)和追蹤另外15萬(wàn)片人造垃圾,其中一些垃圾碎片甚至和高爾夫球一樣小。除了能讓美國(guó)空軍更好地保護(hù)國(guó)防部衛(wèi)星免于撞擊,新系統(tǒng)還將提高軍隊(duì)觀察和追蹤外國(guó)衛(wèi)星活動(dòng)的能力,尤其是在繁忙的亞太地區(qū)。

不過(guò),雖然傳送給非軍事航天器運(yùn)營(yíng)商的大量信息會(huì)帶來(lái)更多安心,但也會(huì)導(dǎo)致一些諸如哪些威脅可以被忽略等痛苦的選擇?!斑@有點(diǎn)像雙刃劍?!眮?lái)自nasa的國(guó)際空間站軌道操作官william lark howorth表示,整個(gè)航空航天界真的需要開(kāi)始思考如何處理將要接收的全部新數(shù)據(jù)。

通過(guò)和洛克希德馬丁公司簽訂9.147億美元的合同,新的雷達(dá)將替代位于美國(guó)本土且在2013年退役的原有“太空籬笆”雷達(dá)。這兩套系統(tǒng)“就像拿蘋(píng)果和汽車(chē)作比較。”whalley認(rèn)為,兩者的性能水平差了若干個(gè)數(shù)量級(jí)。

“太空籬笆”因其將要?jiǎng)?chuàng)造的波束圖型而得名。不過(guò),whalley介紹說(shuō),它不會(huì)將波束聚焦在某一個(gè)感興趣的特定物體上,相反會(huì)“創(chuàng)造很多小的光束”,從而四散開(kāi)來(lái)形成一個(gè)攔截位于近地軌道和海拔3000公里高度以內(nèi)物體的尖樁籬柵?!疤栈h笆”還會(huì)發(fā)射能在較高軌道追蹤物體的筆形波束,或者發(fā)射能追蹤在地平線上飛得較低的物體的“迷你電風(fēng)扇”。相較于此前的“太空籬笆”,這些波束可以更加精確地追蹤碎片。同時(shí),它們能探測(cè)更小的物體并顯示軌道碎片的高度。

這些改進(jìn)將產(chǎn)生一股史無(wú)前例的關(guān)于空間危害的數(shù)據(jù)流。美國(guó)國(guó)會(huì)所屬政府問(wèn)責(zé)局在2013年發(fā)布的一份報(bào)告預(yù)測(cè),現(xiàn)有的空軍計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將無(wú)法繼續(xù)開(kāi)展工作。對(duì)聯(lián)合太空行動(dòng)中心(jspoc)的軟硬件開(kāi)展的大規(guī)模升級(jí)目前正在進(jìn)行中,部分是為了適應(yīng)“太空籬笆”項(xiàng)目。

很多民用衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商發(fā)現(xiàn),即將從“太空籬笆”傳來(lái)的數(shù)據(jù)洪流的確像其表現(xiàn)出的那樣令人生畏。他們表示,大多數(shù)撞擊預(yù)警最終被證實(shí)是低風(fēng)險(xiǎn)或者錯(cuò)誤的警報(bào)。歷史上,iss一年只會(huì)執(zhí)行一兩次規(guī)避動(dòng)作,即使每個(gè)月會(huì)接收來(lái)自jspoc的12~15次警報(bào)。howorth 介紹說(shuō),“太空籬笆”將使預(yù)警次數(shù)增加10倍。其所在的辦公室可能會(huì)被迫大幅增加用于數(shù)據(jù)分析的時(shí)間和資源,或者只是簡(jiǎn)單地忽略一些預(yù)警并且盡量往好處想。

不過(guò),whalley并未把這些擔(dān)憂放在心上。隨著“太空籬笆”傳回更加精確的追蹤數(shù)據(jù),“我們將極大地減少錯(cuò)誤預(yù)警的次數(shù)?!眞halley認(rèn)為,衛(wèi)星所有者會(huì)很快意識(shí)到這一點(diǎn)。

其實(shí),這項(xiàng)浩大的工程已經(jīng)落后于預(yù)定計(jì)劃很多年。不斷膨脹的成本導(dǎo)致美國(guó)軍隊(duì)不得不將之前更加雄心勃勃的計(jì)劃“瘦身”。盡管最初的“太空籬笆”設(shè)計(jì)提出將夸賈林環(huán)礁打造成戰(zhàn)略性部署在全球各地的3道雷達(dá)防線之一,但目前空軍正計(jì)劃只嘗試設(shè)立第二道防線,并將其建在澳大利亞西部。該防線位置能讓空軍在物體運(yùn)行軌道上開(kāi)展更長(zhǎng)時(shí)間的追蹤,從而產(chǎn)生更加精確的預(yù)測(cè)。它還會(huì)獲取大量在南半球外無(wú)法被觀察到的物體。盡管如此,根據(jù)政府問(wèn)責(zé)局2013年發(fā)布的報(bào)告,全部花費(fèi)將接近21億美元。

位于華盛頓的安全世界基金會(huì)技術(shù)顧問(wèn)brian weeden表示,“太空籬笆”產(chǎn)生的最大影響之一或許是太空政策方面的。他認(rèn)為,“太空籬笆”和其他技術(shù)上的進(jìn)步正在吸引人們關(guān)注一系列更寬泛的問(wèn)題,比如怎樣處理軌道垃圾,誰(shuí)來(lái)決定何時(shí)、何地、以何種方式控制衛(wèi)星使其避免相互碰撞。盡管跟蹤太空“交通”的角色在很大程度上由美國(guó)軍隊(duì)推進(jìn),但隨著太空變得日益商業(yè)化和國(guó)際化,這些或許會(huì)發(fā)生變化?!坝谑?,一系列有趣的問(wèn)題出現(xiàn)了,比如政府做這些有何意義、私營(yíng)部門(mén)做這些又是為了什么?!眞eeden表示,以后將不再只是軍隊(duì)在利用太空,人們都會(huì)這么做。

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