衛星相撞

衛星相撞

美國銥衛星公司的一顆商用通信衛星與俄羅斯一顆已經報廢的軍用通信衛星2009年2月10日在太空碰撞,碰撞發生的地點在西伯利亞上空,同時位於國際空間站軌道上方270英里(434公里)的軌道上,這個軌道通常環繞著眾多的氣象衛星和通訊衛星,這也是近地軌道發生人類有史以來首次衛星碰撞。

美俄衛星相撞

美俄衛星太空碰撞發生的地點美俄衛星太空碰撞發生的地點
美國銥衛星公司的一顆商用通信衛星與俄羅斯一顆已經報廢的軍用通信衛星2009年2月10日在太空碰撞,碰撞發生的地點在西伯利亞上空,同時位於國際空間站軌道上方270英里(434公里)的軌道上,這個軌道通常環繞著眾多的氣象衛星通訊衛星,這也是近地軌道發生人類有史以來首次衛星碰撞。

原因

美國宇航局2009年2月11日稱,美國一顆通信衛星與一顆俄羅斯報廢衛星在西伯利亞上空的太空中相撞,產生了大量太垃圾圾,可能會對國際空間站、其他軍用或者民用衛星造成威脅。原因可能是俄羅斯衛星失去了控制和美國因其計算失誤導致衛星相撞。

人類首次發生衛星在太空相撞

發生相撞的分別是美國1997年發射的一顆銥星以及俄羅斯1993年發射的一顆作為通信中繼站的衛星,據信俄羅斯這顆衛星已經有10年不曾工作過了。美國宇航局下屬的詹森太空中心研究軌道碎片的首席科學家尼古拉斯·詹森表示:“大約在中午時分,兩顆衛星在西伯利亞上空790公里的地方發生碰撞。美國太空監控網路發現兩顆衛星爆發出大量碎片。”。

碎片

(圖)美俄衛星相撞美俄衛星相撞

銥星重約560公斤,俄羅斯衛星重達近920公斤,因此預計這次相撞將產生大量太空垃圾,但目前還不清楚詳情。當天負責監控太空碎片的專家麥可·凱利說:“大約12個小時前,我們已經確定的碎片數量已經超過了600塊。我們可能需要兩天時間才能得到立體圖片,屆時才能看到這些碎片的詳細情況。”詹森說:“要想得到碎片的精確數量可能還需要一段時間,因為區分出它們來非常困難,它們之間的距離很近。但是再過兩天,我們就能得到更加詳細的資料。”美國太空監控網路大約追蹤18000多塊太空物體,包括衛星和直徑120厘米以上的碎片,以確定哪些太空物體對載人太空船有威脅。

美方稱禍起俄羅斯衛星失控

當被問及此次衛星碰撞是哪顆衛星先發生故障時,詹森說:“俄羅斯那顆衛星首先失去了控制。但我們沒有‘太空交通管制員’,因此誰也不知道你迎面會碰上什麼。”詹森還表示:“衛星相撞事件並不經常發生,以前從未遇到過衛星相撞的事故。此前曾發生過三次天體碰撞衛星事故,而且碰撞天體都比較小。”俄羅斯官方尚未就此事做出回應。俄羅斯媒體也對此事故進行了報導,但沒有特別說法,也沒有對美國的報導提出異議。

美國宇航局公布的目前跟蹤到的碎片示意圖美國宇航局公布的目前跟蹤到的碎片示意圖
當前威脅國際空間站可能性不大

美國宇航局表示,由於國際空間站的軌道在相撞事故地點下方,因此這次事故對空間站以及其中3名太空人的威脅較低。但他表示:“ 這些碎片依然存在長期威脅。當衛星發生碰撞後,碎片將被拋往更高和更低海拔的軌道。儘管大部分碎片都被留在了原先的軌道上,但依然有一些進入了空間站高度的軌道。隨著時間推移,這些碎片將會不斷向近地球軌道靠近,我們必須想辦法避開他們。這些看不見的小天體,實際上可能對我們造成更大威脅。至於是否對其他衛星有威脅,詹森說:“從技術角度上說,可能對其他衛星造成威脅。我們現在正在做的就是確定碎片的數量,以及評估他們的潛在危險。”這些碎片的最終命運可能在進入地球大氣層的時候被燃燒。

事件

俄羅斯被撞的衛星是“宇宙2251”號(北美防空司令部代號22675)。該衛星1993年發射,俄羅斯將“宇宙”通訊衛星定性為科學通訊衛星,但外界普遍認為,該系列衛星其實是軍用,其中還包括通訊攔截衛星。衛星重800公斤,服役期限3年。截至目前,這顆衛星已在太空漫無目的飄浮了10多年。報導還披露,資料顯示,這顆衛星是用於秘密軍事目的的。

發射日期:1993年6月16日

發射地點:普列謝斯克,俄羅斯

衛星類別:通信衛星

所屬機構:未知(俄羅斯)

發射火箭:未知

衛星重量:重900公斤

近地點:783公里

遠地點:821公里

周期:101.0分鐘

傾角:74.0度

偏心率:0.0026462395

目前俄羅斯使用的電子偵察衛星有兩類,一種是1970年開始部署使用的大型衛星,另一種是1984年投入使用的,以“宇宙1603 ”號為開始的衛星。

美國被撞衛星

被撞的“銥星33”號(北美防空司令部代號24946)在1997年發射。三軸穩定,帶有兩塊太陽能面板。採用FDMA/TDMA技術通過L波段提供4.8kbps速率的語音服務和2.4kbos速率的數據服務。

發射日期:1997年9月14日

發射地點:拜科努爾哈薩克斯坦

衛星類別:通信衛星

所屬機構:銥星通信公司(美國)

發射火箭:世界各國商業火箭(包括中國長征系列)

衛星重量:重約560公斤

近地點:銥星系統軌道高度約為765公里

遠地點:銥星系統軌道高度約為765公里

周期:94.9分鐘

傾角:86.6度

偏心率:0.0013749186

美國銥星系統:1997/1998年發射:重689公斤;總計72顆(其中6顆備用);軌道高度為765公里,衛星直徑為1.2M,高度為2.3M,重量為386.2KG,壽命為5年(最高為8年)。

影響

美國衛星服務部分中斷 ,美國銥衛星公司在一份聲明中稱,其運營的一顆衛星因與一顆報廢的俄羅斯衛星發生碰撞遭到破壞,這場事故將導致衛星服務部分中斷。但該公司將此次太空事故稱之為“一次幾率非常小的事件”,並表示正採取緊急措施以將服務受限程度降至最低。

相關事件

NASA(美國國家航空航天局)憂心忡忡地公布:2005年1月17日,南極上空885公里,發生了一起看似偶然的“宇宙交通事故”——一塊31年前發射的,美國雷神火箭推進器遺棄物,與中國6年前發射的長征四號火箭CZ-4碎片相撞。這是一起典型的太空垃圾“宇宙交通肇事案”。

是否陰謀

美國的這顆衛星於1997年發射升空,是用俄羅斯的火箭發射的,是美國銥星公司經營的一個龐大的銥星系統中的一顆,銥星公司通過這一系統支持全世界的衛星電話服務。 1997年至2002年,銥星公司共發射了95顆衛星,其中一些衛星多年前已經報廢。需要指出的是,這顆銥星本身並不攜帶機動系統,即便美國提前計算出它將與某一顆衛星相撞,也無法改變其既定的運行軌跡。

而俄羅斯的衛星是軍用通信衛星“Cosmos 2251”,於1983年發射,但早在五年前就停止了工作,成為遊蕩在太空的一具“衛星屍體”,俄羅斯對它完全失去了控制。美俄雙方都無法有效控制各自的衛星,衛星最終撞到了一起,顯然不可能是哪一方蓄意為之,陰謀論也就根本站不住腳。

俄羅斯有用報廢衛星撞擊美國衛星的企圖,美國宇航局和美國戰略空軍司令部一直在聯手監控太空垃圾,連直徑在10厘米左右的垃圾都不放過,對俄羅斯衛星的運行情況更不會放過。所以,如果俄羅斯某一顆衛星的運行發行變化,美國一定會在第一時間掌握(耐人尋味的是,五角大樓承認,在此之前,並未預測到會發生這樣的撞擊事故。同樣道理,俄羅斯也不會放過美國的太空飛行器,這些太空飛行器的軌跡有任何變化,不會逃過太空專家的眼睛。都知道對方的監控自己,雖然也可能出現打盹的時候,但這就叫麻桿打狼,兩頭害怕,誰也不敢貿然行動,否則後果不堪構想。

但這次撞擊事件的教訓是深刻的。現在到了認真對待太空垃圾的時候。相撞產生的碎片紛紛灑落到低地軌道的無數太空垃圾中。由於兩顆衛星是在距地面491英里的高度相撞,太空碎片即便不在軌道存在幾百年,至少也會達到數十年。令情況更為複雜的是,美國銥星是由66顆相同衛星組成的衛星群的一部分,它們全部在近極軌道運行。因此,這個事件將大大增加銥星與其他許多商業和政府衛星之間相撞可能性。

這次碰撞確實存在引發一連串衛星相撞的可能性。其他銥星可能會與這次事故產生的碎片相撞。碰撞幾率或許會成倍增加,直至66顆銥星的節點和零部件全部淪為太空垃圾。這一系列碰撞可能會產生數以千計的碎片,隨後,這些碎片會威脅到其他衛星的安全。太空碎片相撞的平均時間可能會從過去的數年減少至一年以下。

如果在1997年和2002年發射的全部95顆銥星與這起事件產生的碎片相撞,可以想見會發生怎樣的災難。到那時,每一個利用太空資源的人都會大聲疾呼採取行動。也許不久,一幅可怕的景象會呈現在我們面前:衛星電視再也收不到信號,不能再從太空發回的氣象照片,不再有全球定位系統導航,不能再遨遊太空。

太空交通難題

美俄衛星相撞模擬場景美俄衛星相撞模擬場景
美國和俄羅斯的兩顆通信衛星在太空相撞並產生大量太空垃圾,這極有可能會對國際空間站構成威脅。

美國宇航局(NASA),還需要數周時間來判斷此次事故帶來的破壞程度,目前只是在對約500塊體積較大的碎片進行跟蹤。

這次衛星相撞發生地點位於西伯利亞上空790公里,兩顆相撞的衛星分別是美國1997年發射的一顆銥星,以及俄羅斯1993年發射的一顆衛星。前者是銥星公司運行中的66顆通訊衛星之一,後者則是一顆報廢的俄羅斯衛星。

這也是人類歷史上首次發生衛星相撞事故。美國宇航局太空垃圾跟蹤首席科學家尼古拉斯·詹森(Nicholas L. Johnson)說,儘管以前曾經觀測到三次很小的碰撞,但是這么大的兩顆通訊衛星撞到一起還是第一次。

近年來,隨著地球外層空間逐漸被人造物體所充斥,太空交通控制問題也已經日益突出。根據美國宇航局的統計,目前地球軌道上有大約4000個運行中或報廢的人造衛星和火箭殘體,此外還有大約6000個可以看到並跟蹤的太空垃圾碎片;而直徑超過一厘米的太空垃圾,更多達20萬個。這些物體大多數的運行速度,都在2萬公里/小時以上。運行在地球軌道上的這些物體無時無刻不對衛星本身的安全、太空梭以及國際空間站的安全構成威脅。

根據美國憂思科學聯盟(Union of Concerned Scientists)截至今年1月21日的統計數據,目前運行在地球軌道上的人造衛星為905顆,其中美國443顆、俄羅斯91顆、中國54顆,最為擁擠的地球同步軌道(高度35860公里,赤道上空,傾角為0)上的衛星為366顆。近地軌道(700公里到2000公里)上有442顆。

2008年10月,來自美國、歐盟、俄羅斯和中國的幾百名太空安全專家曾經在義大利羅馬召開了一次國際太空安全會議,其議題就是“民用太空環境安全預警”。這次會議的發起人之一,世界安全基金會(Secure World Foundation,SWF)的技術顧問布萊恩·維頓(Brian Weeden)就表示,直到目前,太空環境安全的討論還只限于軍事範疇。

太空環境安全預警不僅對於軍事行為至關重要,也對於民用太空飛行器生死攸關,因此必須在國際範圍內建立一套類似於目前管理民用航空系統的太空交通管制系統,以避免日後出現的混亂。而在目前,少有企業和國家擁有獨立完成和運行這樣的系統的資源。

早在1985年,美國主要政府智囊機構阿斯平戰略集團就提出,地球同步軌道上的太空飛行器正在以每十年翻一番的速度增加,將顯著增大太空行為的難度和太空事故的可能性,因此必須提高美國的太空監測和跟蹤能力。

這在很大程度上,促成了美國太空監視網的進一步完善。目前這套網路由分布在全球的25個陸基雷達站點組成,能夠發現在3萬公里高空飛行的直徑只有十厘米的物體,迄今他們已經對超過數萬個繞地飛行的太空物體進行過跟蹤調查,嚴密監控中的在軌目標達1.8萬個。不過要將全球隸屬於各個國家、具備不同用途,甚至包含軍事機密的人造衛星納入到統一的太空交通管制系統,儘管技術上的障礙不難克服,政治上卻存在難以逾越的鴻溝。

美國華盛頓防務信息中心主任特麗莎·海申斯(Theresa Hitchens)就表示,隨著軍事上投入的增加,也迫切需要建立一套用於非軍事用途的中立的數據分享系統,以確保透明和避免摩擦。運行中的線上衛星跟蹤系統Celes Trak,可以根據美國北美太空安全司令部(NORAD)的監測數據跟蹤太空中衛星的運行情況,並每周提供一份“蘇格拉底報告”(SOCRATES:Satellite Orbital Conjunction Reports Assessing Threatening Encountersin Space),預測在下一周可能發生的衛星軌道交錯事件。

不過這次的衛星相撞事件卻並未被預測到,原因是俄羅斯衛星脫離了原有軌道。位於美國休斯頓詹森太空中心負責研究軌道殘骸的專家馬克·馬特尼(Mark Matney)就指出,俄羅斯的衛星首先失去了控制,並脫離了原先的軌道,因此造成了此次撞星事故。

相關圖片

(圖)衛星相撞 銥星
(圖)Cosmos2251衛星 Cosmos2251衛星
(圖)相撞衛星軌道圖 相撞衛星軌道圖
(圖)相撞衛星軌道圖 相撞衛星軌道圖

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