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太空垃圾越来越多,或因空间碎片撞击失联

发布时间:2019-09-03 05:48编辑:生命科学浏览(146)

    日本之“瞳”或因空间碎片撞击失联
    专家称我国对所有重要在轨应用卫星都进行空间碎片监测

    近日,有媒体报道日本“最重要的”X射线天文卫星“瞳”与地面失去联系,据长期跟踪监测空间碎片的美国联合空间运营中心报告,发现“瞳”失联时,该卫星运行位置附近出现了5处碎片。因此,有专家分析,“瞳”可能受到空间碎片的撞击。

    本报讯日本宇宙航空研究开发机构3月27日公布,日本“最重要的”X射线天文卫星“瞳”与地面失去联系。虽然有猜测称失联或因太阳能电池无法发电导致电力不足所致,但专家认为,“瞳”可能受到空间碎片的撞击。

    一时间,有关空间碎片的话题再次成为人们关注的焦点。

    据悉,“瞳”由来自JAXA及美国国家航空航天局等机构的200多名科研人员共同研发,装有4台X射线望远镜,用于捕捉能量较高的天体释放出的X射线、观测黑洞及星系团。日本研发费用约为310亿日元(合人民币17.8亿元)。

    空间碎片究竟是什么,有哪些类型,危害如何?4月24日是首个国家航天日,记者一行来到国家航天局空间碎片监测与应用中心,听该中心副主任刘静讲关于空间碎片的那些事儿。

    对于这颗卫星的现状,JAXA宇宙科学研究所所长常田佐久表示,事态十分严峻,现阶段还不知道通信恢复的概率是高是低。卫星失联的原因正在调查中,JAXA局长奥村直树已牵头成立了应急中心。

    空间碎片 就是所谓的太空垃圾

    “这是日本第三次在装载着高分辨光谱仪的X射线卫星上经历挫折。”国家天文台研究员苟利军告诉《中国科学报》记者,高分辨光谱仪是革命性的探测设备,可以在不对X射线光子进行散射的情况下测量出高质量的光谱。

    “空间碎片就是人们通常说的太空垃圾,是人类空间活动的产物,主要包括在轨运行或再入大气的无功能的人造物件及其残块和组件。”刘静说。

    苟利军介绍,前两次挫折分别是2000年发射失败的ASTRO-E卫星和2005年升空后失效的“朱雀”卫星,后者因为冷却设备失效,导致微测量仪失效。

    刘静介绍,任务碎片占13%,火箭残骸占17%,失效航天器有22%,解体碎片即航天器爆炸或相互碰撞产生的碎片占43%。从轨道分布来讲,空间碎片主要分布在三个区域,即2000千米以下LEO(近地轨道)区域、20000千米中高轨区域、36000千米地球同步轨道区域,其中600—1000km这个区域分布最密集。

    虽然有猜测称,“瞳”可能因为电力不足导致失联,但长期跟踪监测空间碎片的美国联合空间运营中心报告,发现“瞳”失联时,该卫星运行位置附近出现了5处碎片。美国联合空间运营中心认为这些碎片是“解体碎片”。

    近年来,由于人们空间活动频繁,空间碎片数量急剧增加,LEO区域增加量超过50%。有数字显示,目前,碎片总数量已超过1亿,其中大于10厘米的超过2万,大于1厘米的超过20万。

    哈佛史密森天体物理中心宇航员、太空分析专家乔纳森·麦克道尔判断,这些空间碎片能够显示,“瞳”受到了一些小型碎片的冲击,并彻底被撞毁。

    澳门威斯尼斯人娱乐网,“也就是说,5%的工作航天器生活在95%的碎片中,面临很大威胁。”刘静强调。

    “如果是碎片撞击造成的,仅厘米级的碎片就有可能造成失联。”国家天文台空间碎片研究及应用中心首席研究员刘静告诉《中国科学报》记者,厘米级碎片产生的动能相当于一辆小轿车以五六十公里的时速撞上卫星。

    碎片虽小 但危害甚大

    而厘米级碎片不易监测。“目前美国等空间碎片监测能力较强的国家,能监测到的最小碎片尺寸也只有10厘米左右。”刘静说。

    “别看这些小小的碎片,危害甚大,厘米级的空间碎片就可导致航天器彻底损坏。”刘静说。

    根据2015年俄联邦航天署统计数据,中国在轨卫星数量已反超俄罗斯5颗,位居世界第二。那么,空间碎片是否会对我国卫星发射运行造成巨大威胁?

    刘静解释,空间碎片平均撞击速度每秒10公里,因此,厘米级碎片产生的动能就相当于一辆小轿车以五六十公里的时速撞上卫星,其危害可想而知。

    对此,刘静表示,目前我国对重要的在轨应用卫星都会进行空间碎片监测,未来根据国家要求,可能会对所有在轨卫星都进行碎片监测。

    刘静表示,由于这些碎片速度比较快,各种尺寸的碎片都会对航天器造成危害,较大碎片撞击会使航天器破裂、爆炸、结构解体,微小碎片累积效应会改变元器件的性能,导致航天器性能下降或功能失效。

    就空间碎片的规避而言,刘静介绍,为了提高航天器的安全性,卫星在发射前,专业人员通常会监测空间碎片情况,为卫星选择合适的发射时机,规避碰撞;对于在轨卫星来说,通常会根据用户需求进行碎片监测。

    而且,厘米级碎片不易监测。“目前美国等空间碎片监测能力较强的国家,能较全面监测到的最小碎片尺寸也只有10厘米左右。”刘静说。

    记者了解到,随着空间碎片的增多,国际上正在考虑空间交通管理措施,其中包括卫星规避碰撞。

    与此同时,还要警惕空间碎片陨落的威胁。刘静表示,低轨卫星受大气阻力作用高度逐步降低最终陨落,陨落事件几乎每天都会发生,体积较大的卫星陨落时可能有未烧毁的残骸落至地面,造成地面人员的生命和财产损失。

    《中国科学报》 (2016-03-29 第1版 要闻)

    形势严峻 监测中心应运而生

    近年来,太空垃圾越来越多,占据越来越多的轨道,航天器安全运行形势严峻。

    “这种情况下,迫切需要常态化空间碎片监测预警,保障航天器和地面人员财产安全。”刘静说,而且,常用航天器轨道日渐拥挤,各国航天器之间高风险交会频繁,也需要有统一的国家级联络点执行与外星的碰撞事务协调。

    时势造英雄。2015年6月8日,国家航天局空间碎片监测与应用中心在中科院国家天文台正式挂牌成立。

    刘静介绍,中心成立后,主要负责空间碎片和近地小天体专用监测设备规划运行管理工作,提升空间碎片碰撞预警和应急响应能力。

    “简单说,在我国进行卫星发射时,中心就要提前预警,选择一个空间相对干净或者风险最小的时机以进行发射,规避碰撞。而当有空间碎片或外星靠近我国在轨飞行器,可能对其带来威胁时,就要提前向有关部门汇报。”刘静说。

    以委内瑞拉“委遥一号”卫星为例,在刚刚过去的2016年春节期间,中心在收到对方的预警分析请求后,迅速展开观测分析,结果显示其在2月5日到22日期间会与外星遭遇三次距离小于100米的交会,其中一次距离仅有几米,需要稍微动一下。而另外两次风险相对可控,没有动的必要。

    当然,中心最主要的任务是为我国气象、海洋、资源、实践等系列100多颗卫星提供日常碰撞预警服务。有数据显示,2015年共发生红色预警87次、黄色预警538次、蓝色预警6695次。

    “目前我国对重要的在轨应用卫星都会进行空间碎片监测,未来根据国家要求,可能会对所有在轨卫星都进行碎片监测。”刘静说。

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