“太空篱笆”越扎越密

航天 · 2016-10-31 18:39:12

有时候你宁愿不知道这个坏消息。据估计，有50万片包括废旧卫星、火箭部件和碰撞残骸在内的太空垃圾聚集在地球附近的轨道上，其中大部分具有潜在的致命性。美国宇航局（NASA）官员表示，任何直径大于1厘米的东西都会对国际空间站（ISS）造成威胁。不过，现有的追踪系统通常只能观察到10厘米或更大的物体。美国政府目前监控的太空垃圾只有2.3万片，不足5%。不过，随着新的美国空军雷达系统的加入，现状将得到改变。该系统定于本月在马绍尔群岛的夸贾林环礁启动研制。驻扎在马萨诸塞州汉斯科姆空军基地的“太空篱笆”项目负责人Dana Whalley介绍说，当它在2019年上线时，“太空篱笆”有望发现和追踪另外15万片人造垃圾，其中一些垃圾碎片甚至和高尔夫球一样小。除了能让美国空军更好地保护国防部卫星免于撞击，新系统还将提高军队观察和追踪外国卫星活动的能力，尤其是在繁忙的亚太地区。不过，虽然传送给非军事航天器运营商的大量信息会带来更多安心，但也会导致一些诸如哪些威胁可以被忽略等痛苦的选择。“这有点像双刃剑。”来自NASA的国际空间站轨道操作官William Lark Howorth表示，整个航空航天界真的需要开始思考如何处理将要接收的全部新数据。通过和洛克希德马丁公司签订9.147亿美元的合同，新的雷达将替代位于美国本土且在2013年退役的原有“太空篱笆”雷达。这两套系统“就像拿苹果和汽车作比较。”Whalley认为，两者的性能水平差了若干个数量级。“太空篱笆”因其将要创造的波束图型而得名。不过，Whalley介绍说，它不会将波束聚焦在某一个感兴趣的特定物体上，相反会“创造很多小的光束”，从而四散开来形成一个拦截位于近地轨道和海拔3000公里高度以内物体的尖桩篱栅。“太空篱笆”还会发射能在较高轨道追踪物体的笔形波束，或者发射能追踪在地平线上飞得较低的物体的“迷你电风扇”。相较于此前的“太空篱笆”，这些波束可以更加精确地追踪碎片。同时，它们能探测更小的物体并显示轨道碎片的高度。这些改进将产生一股史无前例的关于空间危害的数据流。美国国会所属政府问责局在2013年发布的一份报告预测，现有的空军计算机系统将无法继续开展工作。对联合太空行动中心（JSpOC）的软硬件开展的大规模升级目前正在进行中，部分是为了适应“太空篱笆”项目。很多民用卫星运营商发现，即将从“太空篱笆”传来的数据洪流的确像其表现出的那样令人生畏。他们表示，大多数撞击预警最终被证实是低风险或者错误的警报。历史上，ISS一年只会执行一两次规避动作，即使每个月会接收来自JSpOC的12~15次警报。Howorth 介绍说，“太空篱笆”将使预警次数增加10倍。其所在的办公室可能会被迫大幅增加用于数据分析的时间和资源，或者只是简单地忽略一些预警并且尽量往好处想。不过，Whalley并未把这些担忧放在心上。随着“太空篱笆”传回更加精确的追踪数据，“我们将极大地减少错误预警的次数。”Whalley认为，卫星所有者会很快意识到这一点。其实，这项浩大的工程已经落后于预定计划很多年。不断膨胀的成本导致美国军队不得不将之前更加雄心勃勃的计划“瘦身”。尽管最初的“太空篱笆”设计提出将夸贾林环礁打造成战略性部署在全球各地的3道雷达防线之一，但目前空军正计划只尝试设立第二道防线，并将其建在澳大利亚西部。该防线位置能让空军在物体运行轨道上开展更长时间的追踪，从而产生更加精确的预测。它还会获取大量在南半球外无法被观察到的物体。尽管如此，根据政府问责局2013年发布的报告，全部花费将接近21亿美元。位于华盛顿的安全世界基金会技术顾问Brian Weeden表示，“太空篱笆”产生的最大影响之一或许是太空政策方面的。他认为，“太空篱笆”和其他技术上的进步正在吸引人们关注一系列更宽泛的问题，比如怎样处理轨道垃圾，谁来决定何时、何地、以何种方式控制卫星使其避免相互碰撞。尽管跟踪太空“交通”的角色在很大程度上由美国军队推进，但随着太空变得日益商业化和国际化，这些或许会发生变化。“于是，一系列有趣的问题出现了，比如政府做这些有何意义、私营部门做这些又是为了什么。”Weeden表示，以后将不再只是军队在利用太空，人们都会这么做。

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