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美方卫星误入"垃圾轨道":太空"碰碰车"

2009-07-31 02:23:29  

  北京时间2月11日零时55分,在俄罗斯西伯利亚上空约790公里处,两颗卫星以超过每小时2.5万公里的时速轰然相撞,撞击形成了巨大的碎片云,超过600块目前确定的残骸碎片开始不断扩散。

  由美国国防部美国空间监视网观测到了此次太空中首例在轨卫星相撞事件。主角分别是美国铱星公司1997年发射的“铱33”卫星(560千克),俄罗斯1993年发射的已报废军事通信卫星“宇宙2251”(900千克)。

  美国宇航局(NASA)发言人耶姆布里克当天表示,撞击产生的大量碎片已经散落到太空中,这些碎片撞到国际空间站的风险不大,但可能会影响同一轨道上的其他卫星。NASA将在数周内评估此次撞击事件的强度及影响。

  拥有66颗卫星的铱星公司将此次太空事故称之为“一次几率非常小的事件”,并发表声明称:“在未来30天内,铱卫星公司会将其运营的其中一颗在轨备用卫星迁入星群网络,以永久性替换这颗受损的卫星。”事故发生后,铱星母公司GHL Acquisition Corp. 11日股价下跌3美分至9.28美元。

  事故发生时,在维也纳召开的联合国和平利用外层空间委员会(COPUOS,简称外空委)第46届会议也进入第二天。会议在2月16日和17日专门设有“空间碎片问题”议程。

  中国航天科技集团空间技术研究院研究员庞之浩认为这次事故“发生的概率其实非常低,就像两颗子弹在太空中相撞。”他对本报记者说,在发生事故的轨道上,我国也有资源一号、风云一号、三号等卫星,我国也必须密切注意碎片数量、大小和轨迹等因素,一旦有危险就要采取措施躲避碎片。

  中科院空间目标与碎片观测研究中心副研究员熊建宁对本报说:“中国卫星与事故残骸碎片发生碰撞的几率比较小。”该中心目前正在搜索和监测事故碎片。

  “残骸最终将飘得到处都是”

  俄罗斯国防部新闻处发言人伊万诺夫12日对新华社说,此次相撞可能是美方卫星错误闯入太空“垃圾轨道”造成的。

  他解释说,距地球表面约800公里的太空轨道被称为“垃圾轨道”,那里聚集着各国的失效卫星。俄罗斯的宇宙2251军用通信卫星早于1995年就停止了工作,不能说俄方卫星失控。他推测有可能是美方卫星错误闯入这一垃圾轨道导致两星碰撞。

  美国五角大楼发言人布赖恩惠特曼12日承认,美俄卫星相撞是因美国在计算卫星轨道时存在失误。但他同时表示,相撞绝对是个意外。

  尽管美国宇航局以前曾经观测到三次很小的碰撞,但NASA太空垃圾跟踪首席科学家尼古拉斯·约翰逊说,这么大的两颗通讯卫星撞到一起还是第一次。NASA表示,此前共发生过几起太空物体在轨道上相撞的事件,但都是火箭的部分零件或小卫星,造成的影响很小。

  残骸碎片数量是造成影响的重要因素。卫星相撞后的残骸预估在太空会滞留许多年。NASA科学家尼古拉斯·约翰逊说,绝大多数的残骸会留在距离地面790公里的太空轨道上,这些残骸被地球引力吸回地面的时间要很长。有些要至少几十年才能回到地面。

  而在距离相撞地点下方434公里处就是国际空间站。NASA发言人耶姆布里克说,事故暂时对空间站以及其中3名宇航员的威胁较低。但卫星残骸在不断扩散,可能迫使空间站变轨,以避开残骸。

  耶姆布里克说,残骸最终将飘得到处都是,并将降低轨道。如果需要的话,国际空间站有变轨的能力。此前国际空间站为避开太空垃圾已经变轨10多次。

  事故影响不仅波及太空,也牵涉到地面:美国“发现号”航天飞机发射在即,未知是否会受到事故影响。NASA网站12日的最新消息说,宇航局将在18日召开特别会议以重新评估最后发射日期。目前的安排是不早于2月22日升空。

  太空垃圾场

  此次事故造成的残骸碎片成为了不折不扣的太空垃圾。根据欧洲航天局地面控制中心公布的电脑模拟图像显示,地球上空已经成为一个垃圾场。

  现在,美国太空监测网严密监视中的“太空垃圾”大约有1.8万块,这些垃圾围绕地球运行、至少有4英寸宽(约10厘米)。美国太空监视网由分布在全球的25个陆基雷达站点组成,能够发现在3万公里高空飞行的直径只有十厘米的物体。

  美国宇航局则统计,目前地球轨道上有大约4000个运行中或报废的人造卫星和火箭残体,此外还有大约6000个可以看到并跟踪的太空垃圾碎片;而直径超过一厘米的太空垃圾,更多达20万个。这些物体大多数的运行速度,都在2万公里/小时以上。

  太空垃圾五花八门。包括废弃的航天器和报废卫星,火箭外包装,碰撞和对接期间产生的金属片,螺母和螺栓,不慎丢弃的工具,以及从载人飞船上扔下的宇航员排泄物。

  美国宇航员1965年第一次太空行走期间,“双子星4”号飞船宇航员丢失的一副手套就以时速1.75万英里在太空飞行。俄罗斯“和平”号空间站在运行过程中产生了200多包垃圾。2008年11月,美国“奋进”号航天飞机的宇航员海德·皮珀在太空中对国际空间站进行维修时丢失了工具包。

  这些垃圾对宇航员和他们的航天器安全构成了致命威胁。即便是个头最小的螺母或螺钉与实施太空行走的宇航员相撞,宇航员会立时毙命。

  我国已在南京紫金山天文台成立了中科院空间目标与碎片观测研究中心来应对太空垃圾,建立空间航天安全预警系统。但是,处理太空垃圾还具有相当难度。

  空间目标与碎片观测研究中心首席研究员赵长印对媒体说,目前国际上也没有处理太空垃圾非常行之有效的方法。

  “太空交通管制员”

  曾在美国空军服役9年的布莱恩·韦顿是美国世界安全基金会(Secure World Foundation,SWF)的技术顾问。SWF网站说,下周的2月16日,韦顿也将在维也纳参加联合国外空委第46届会议,并在科学与技术分论坛上做民用空间环境预警的报告。

  私人运作的SWF基金会主张建立一套全球合作的太空监测系统和国际太空交通管理系统,对空间碎片进行有效的国际管理,以求促进长期、可持续地利用太空。

  布莱恩·韦顿是2008年10月罗马国际太空安全会议的发起人之一。他说,直到目前,太空环境安全的讨论还只限于军事范畴。但对于商用卫星等的民用航天器同样生死攸关,因此必须在国际范围内建立一套类似于目前管理民用航空系统的太空交通管制系统。

  而俄罗斯《航天新闻》杂志社专家伊戈尔·利索夫认为,美方卫星本来是可以避免发生碰撞的,对卫星运行情况发出警告是美国空军航天司令部的任务之一,美方有能力使其卫星躲避与之接近的太空飞行物。

  但铱星公司执行副总裁约翰·坎贝尔先前对路透社说,公司平均每周从美国战略司令部联合太空行动中心收到400份报告,这些报告列出进入公司卫星5公里以内的太空物体,但是基于这些信息作出反应是受限制的。铱星公司发言人也称,公司并没有收到卫星撞击的预警。

  “我们知道这种相撞事故迟早会发生的。我们没有‘太空交通管制员’,因此谁也不知道你迎面会碰上什么。”美国休斯敦约翰逊太空中心负责研究轨道残骸的专家马克·马特尼说。

  事实上,国际社会(美、俄、日、欧)在1993年已经成立了“太空交通管制员”角色的机构:机构间空间碎片协调委员会。中国国家航天局1995年6月正式加入该组织,与各国共同探讨减少空间碎片的途径和办法。

  中国空间技术研究院庞之浩说,美国(尤其是美国军方)在监测空间碎片方面设备和技术(主要运用光学望远镜及雷达)处于领先地位,但一直是自己掌握、没有共享。“这很可能是出于安全考虑,因为其中一些是军事卫星数据。但如何在保护本国利益的前提下,与国际社会共享一些民用卫星信息,是值得探讨的话题。”

  美国国务院发言人罗布·麦金塔夫12日对新华社说,美国国务院正与俄罗斯相关部门联系,美俄两国可能将就卫星相撞事件召开专家会议。

  “下一步,拥有卫星的国家都应该介入到应对太空危机的合作和谈判中来。”庞之浩说。

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