赤道上空的卫星实在太多了,会不会撞车?

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你是否曾经在夜晚仰望星空,发现有些“星星”在缓慢地移动?

那些其实是人造卫星。它们在地球周围的不同轨道上运行,为我们提供通信、导航、气象、遥感等各种服务。

但是,你可能不知道,有一种特殊的卫星,它们在赤道上空约3.58万公里的高度,以相同的速度和方向绕地球转,相对地面保持静止,所以被称为地球同步轨道卫星或静止卫星。这些卫星的观测范围非常广,一颗卫星就可以覆盖地球表面的40%,三颗卫星就可以实现全球通信。

静止卫星的优势显而易见,所以各国都争相发射,导致赤道上空的卫星越来越多,甚至出现了拥堵和碰撞的风险。

下面这张照片就是一位摄影师在拍摄猎户座星云时,意外捕捉到的静止卫星的轨迹。你可以看到,后面星云背景之上布满了一条条细长的线,那些就是静止卫星的延时画面。

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这些线看起来很美,但也暗示了一个问题:

赤道上空的卫星太多了,会不会撞车?

答案是:有可能。而且已经发生过。

2009年2月10日,美国铱卫星公司的一颗商用通信卫星与俄罗斯一颗已经报废的军用通信卫星在赤道上空780千米的高度发生了碰撞,导致两者完全解体,产生了3000多颗尺寸较大可追踪的碎片,以及大量尺寸较小的碎片。这些碎片不仅威胁到其他卫星的安全,还可能对空间站等载人飞行器造成危险。

那么,为什么会发生卫星碰撞呢?

原因有两个:

一是卫星数量太多,空间太拥挤。

二是卫星轨道数据不够准确,碰撞预警不够及时。

目前,据估计,赤道上空有200多颗静止卫星在运行,而且各国还有更多的卫星计划发射。这些卫星虽然相距数百千米,但是由于它们的轨道高度和速度都相近,所以很容易发生相对运动,造成接近或碰撞的可能。而且,由于观测资料、力学模型存在误差,卫星的轨道数据普遍存在较大误差,导致碰撞预警不是那么精确。

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比如,在美俄卫星相撞的前一周,美国AGI公司的空间标准与创新中心发布了14份碰撞预警报告,但是这些报告都没有把美俄卫星的碰撞风险排在前十位,所以没有引起足够的重视。

那么,有什么办法避免卫星碰撞呢?

一般来说,方法有三个:一是控制卫星数量,减少发射;二是提高卫星定轨精度,提升预警效果;三是加强卫星避撞机动,降低碰撞概率。第一个肯定是控制不了的,实际只能在后两个方法上发力。

要知道单单马斯克的SpaceX,就已经发射了成千上万颗星链卫星到天上,而且至少要发射到4万多颗。之前就差点威胁到我们的空间站,而我们实际也拿马斯克没辙。

唯一能寄希望的是,各国都能努力实施这些方法,加强交流以保障太空安全。

同时,目前各国航天机构也有一些新的技术和措施正在研究和探索,比如卫星回收、卫星清理、卫星分散等,希望能够为地球上空的卫星“疏通”一下,让它们能够和平共处,为人类的发展服务。

但即使做到了不相撞,天文爱好者其实也非常难受,因为他们的观星体验将严重受影响。无论是观测还是拍摄,马斯克的星链卫星就经常出现在他们的天文望远镜内。

问题来了,

人类有必要丢这么多卫星到地球上空么?

马斯克的卫星真撞了我们的空间站,我们该怎么办?