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地球周围遍布过亿空间碎片 “天眼”监测避免卫星“剐蹭”

时间:2016年04月21日 信息来源:北京晚报 北晚新视觉网 点击: 【字体:


随着发射活动的日益频繁,太空的环境也越来越拥挤。在轨运行或再入大气的无功能人造物体及其残块和组件都叫太空碎片,它们在地球的周围紧紧围绕,数量竟然多达过亿。


如何保证我国的卫星、航天器在运行的过程中,不发生“撞车”、“剐蹭”事件呢?日前,记者来到了去年6月8日成立于中科院国家天文台的国家航天局空间碎片监测与应用中心,这里为我国在轨的130多颗在用卫星“当军师”,未雨绸缪提前发布碰撞预警。


现状


在地球周围遍布着过亿空间碎片


空间碎片监测与应用中心副主任刘静介绍,目前地球周边大于10厘米的空间碎片数量超过2万个,大于1厘米的空间碎片超过20万个,空间碎片的总数量超过1亿。


这些空间碎片主要密集分布在地球周边的三个轨道:据地距离在2000公里以下的LEO区域、36000公里的地球同步轨道区域和20000公里的中高轨区域,其中在距地球600公里至1000公里的位置最为密集。


空间碎片从何而来?据刘静介绍:在太空中所有在轨的物体中,工作中的航天器仅占5%;任务碎片占13%;火箭残骸占17%;失效的航天器占22%;而其中占比最大的是解体的航天器,占43%。“比如2009年美俄卫星相撞,导致二者解体,产生的编目碎片就多达2295块。”


碎片撞击速度每秒10公里


空间碎片有多可怕?刘静告诉记者,空间碎片平均撞击速度为每秒10公里,“也就是说,一块1厘米的碎片撞击到航天器上,就相当于是一个五六十公里时速的小轿车撞击在航天器上”,可导致航天器彻底损坏。


那么不至于“一招毙命”的毫米级小碎片是不是没有杀伤力呢?刘静举例,美国曾发射了一颗LDEF长时间暴露装置,运行5.7年后收回,表面竟有肉眼可见的撞击坑数量超过32000个。“这就证实了空间碎片的威胁现实存在。虽然是毫米级以下碎片,但撞击的累积效应也将导致航天器性能的下降或功能失效。这就是为什么航天飞机每次飞行后就需要更换玻璃。”


另外,空间碎片还存在着陨落的威胁,也分外引人关注。“地轨卫星低轨卫星受大气阻力作用高度逐步降低最终陨落。陨落事件几乎每天发生,体积较大的卫星陨落时可能有为烧毁的残骸落至地面,对地面人员财产造成威胁。”


现场


为100多颗在轨卫星发预警


记者来到空间碎片监测与应用中心的预警室,4块彩色屏幕看上去“星光熠熠”,事实上它们标示的,都是地球周围及在轨航天器附近空间碎片的情况。一块屏幕上,闪闪发亮的黄色光斑将蔚蓝的地球重重围住,并形成大小不同的几个“光环”,如同水面的波圈。这便是目前在轨10厘米以上的大约20000多个空间碎片的实时分布图。


另一块屏幕上显示着某卫星的运行情况,当时在它的四周分布着9个空间碎片,分别用白色的线条连接,并标注实时的距离信息。“不同的风险会用不同的颜色来表示,当白线渐渐变红,说明碎片与卫星交会的风险也在变大。”


监测与应用中心综合部副部长于友成告诉记者,目前中心的预警分为两类:一类是在轨预警,一类是发射预警。在轨预警是对我国100多颗在用卫星发出的碰撞预警,这些预警的信息免费为国内用户提供。“其中,对我国的卫星与其他在轨碎片之间交会状态、相互之间的碰撞风险等情况每天都要进行分析,并将分析结果提前1至3天通报相关部门。预知卫星的安全状况,并及时作出对策和调整。”


发射预警则是在发射预选的时间段内,通过计算得出某个时刻进行发射的碰撞风险最低,从而确定发射时间。


于友成介绍,目前,监测与应用中心致力于对与大家日常生活关系密切的卫星进行观测与提供碰撞预警服务,为主管部门提供技术支撑。“至今,已为我国气象、海洋、资源、实践等系列100多颗卫星提供日常碰撞预警服务,根据每日结果统计,2015年共发生红色预警87次、黄色预警538次、蓝色预警6695次。”


 




(作者:孙乐琪)
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