隨著發(fā)射活動的日益頻繁，太空的環(huán)境也越來越擁擠。在軌運(yùn)行或再入大氣的無功能人造物體及其殘塊和組件都叫太空碎片，它們在地球的周圍緊緊圍繞，數(shù)量竟然多達(dá)過億。
如何保證我國的衛(wèi)星、航天器在運(yùn)行的過程中，不發(fā)生“撞車”、“剮蹭”事件呢？日前，記者來到了去年6月8日成立于中科院國家天文臺的國家航天局空間碎片監(jiān)測與應(yīng)用中心，這里為我國在軌的130多顆在用衛(wèi)星“當(dāng)軍師”，未雨綢繆提前發(fā)布碰撞預(yù)警。
現(xiàn)狀
在地球周圍遍布著過億空間碎片
空間碎片監(jiān)測與應(yīng)用中心副主任劉靜介紹，目前地球周邊大于10厘米的空間碎片數(shù)量超過2萬個，大于1厘米的空間碎片超過20萬個，空間碎片的總數(shù)量超過1億。
這些空間碎片主要密集分布在地球周邊的三個軌道：據(jù)地距離在2000公里以下的LEO區(qū)域、36000公里的地球同步軌道區(qū)域和20000公里的中高軌區(qū)域，其中在距地球600公里至1000公里的位置最為密集。
空間碎片從何而來？據(jù)劉靜介紹：在太空中所有在軌的物體中，工作中的航天器僅占5%；任務(wù)碎片占13%；火箭殘骸占17%；失效的航天器占22%；而其中占比最大的是解體的航天器，占43%。“比如2009年美俄衛(wèi)星相撞，導(dǎo)致二者解體，產(chǎn)生的編目碎片就多達(dá)2295塊?！?/p>
碎片撞擊速度每秒10公里
空間碎片有多可怕？劉靜告訴記者，空間碎片平均撞擊速度為每秒10公里，“也就是說，一塊1厘米的碎片撞擊到航天器上，就相當(dāng)于是一個五六十公里時速的小轎車撞擊在航天器上”，可導(dǎo)致航天器徹底損壞。
那么不至于“一招斃命”的毫米級小碎片是不是沒有殺傷力呢？劉靜舉例，美國曾發(fā)射了一顆LDEF長時間暴露裝置，運(yùn)行5.7年后收回，表面竟有肉眼可見的撞擊坑數(shù)量超過32000個?！斑@就證實了空間碎片的威脅現(xiàn)實存在。雖然是毫米級以下碎片，但撞擊的累積效應(yīng)也將導(dǎo)致航天器性能的下降或功能失效。這就是為什么航天飛機(jī)每次飛行后就需要更換玻璃?！?/p>
另外，空間碎片還存在著隕落的威脅，也分外引人關(guān)注?！暗剀壭l(wèi)星低軌衛(wèi)星受大氣阻力作用高度逐步降低最終隕落。隕落事件幾乎每天發(fā)生，體積較大的衛(wèi)星隕落時可能有為燒毀的殘骸落至地面，對地面人員財產(chǎn)造成威脅?！?/p>
現(xiàn)場
為100多顆在軌衛(wèi)星發(fā)預(yù)警
記者來到空間碎片監(jiān)測與應(yīng)用中心的預(yù)警室，4塊彩色屏幕看上去“星光熠熠”，事實上它們標(biāo)示的，都是地球周圍及在軌航天器附近空間碎片的情況。一塊屏幕上，閃閃發(fā)亮的黃色光斑將蔚藍(lán)的地球重重圍住，并形成大小不同的幾個“光環(huán)”，如同水面的波圈。這便是目前在軌10厘米以上的大約20000多個空間碎片的實時分布圖。
另一塊屏幕上顯示著某衛(wèi)星的運(yùn)行情況，當(dāng)時在它的四周分布著9個空間碎片，分別用白色的線條連接，并標(biāo)注實時的距離信息?！安煌娘L(fēng)險會用不同的顏色來表示，當(dāng)白線漸漸變紅，說明碎片與衛(wèi)星交會的風(fēng)險也在變大?！?/p>
監(jiān)測與應(yīng)用中心綜合部副部長于友成告訴記者，目前中心的預(yù)警分為兩類：一類是在軌預(yù)警，一類是發(fā)射預(yù)警。在軌預(yù)警是對我國100多顆在用衛(wèi)星發(fā)出的碰撞預(yù)警，這些預(yù)警的信息免費為國內(nèi)用戶提供?！捌渲?，對我國的衛(wèi)星與其他在軌碎片之間交會狀態(tài)、相互之間的碰撞風(fēng)險等情況每天都要進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果提前1至3天通報相關(guān)部門。預(yù)知衛(wèi)星的安全狀況，并及時作出對策和調(diào)整?！?/p>
發(fā)射預(yù)警則是在發(fā)射預(yù)選的時間段內(nèi)，通過計算得出某個時刻進(jìn)行發(fā)射的碰撞風(fēng)險最低，從而確定發(fā)射時間。
于友成介紹，目前，監(jiān)測與應(yīng)用中心致力于對與大家日常生活關(guān)系密切的衛(wèi)星進(jìn)行觀測與提供碰撞預(yù)警服務(wù)，為主管部門提供技術(shù)支撐?！爸两?，已為我國氣象、海洋、資源、實踐等系列100多顆衛(wèi)星提供日常碰撞預(yù)警服務(wù)，根據(jù)每日結(jié)果統(tǒng)計，2015年共發(fā)生紅色預(yù)警87次、黃色預(yù)警538次、藍(lán)色預(yù)警6695次?！?/p>
