一項新的研究表明,數百顆衛星很快就可以飛往已經非常擁擠的軌道區域,以實現安全和長期運行。
研究發現,雖然 2019 年只有 0.2% 的衛星 地球 Orbit 每月被迫執行 10 多次碰撞演習,到 2025 年初,這一比例增加了七倍,達到 1.4%。這個數字可能看起來仍然很低,但意味著大約 340 衛星 花費大量時間避免浪費和其他船隻。
此外,衛星數量還將繼續增長。 2019 年約有 13,700 件物品(包括 空間垃圾)在地球周圍被放大 低地軌道 研究顯示,到 2025 年,在 1,200 英里(2,000 公里)以下的高度,這一數字已增至 24.1185 個物體,增幅為 76%。據估計,到本十年末,大約有 70,000 顆衛星可以駐留在獅子座 行業增長預測與2019年相比,增長了五倍多。
研究小組成員表示,他們選擇了10個 避免碰撞動作 每月作為一個門檻,衛星手術可能會變得非常複雜而難以發揮作用。
Space.com 表示,“操作員不想把所有時間都花在擔心避免碰撞上”,該研究的合著者、麻省理工學院的研究助理兼理學畢業生瑪雅·哈里斯 (Maya Harris) 表示。 “他們不想把所有的動力都花在演習上。”
研究人員使用美國太空司令部維護的空間設施目錄中的數據,對位於同一軌道區域的每對物體、衛星和廢物發生碰撞的可能性進行了建模。每當兩個物體距離小於 66 米(200 米)時,研究人員就會注意到他們正在尋找碰撞動作。
不同的操作員選擇不同的閾值來執行防撞操作。 NASA的飛船機動主要是在碰撞風險大於十萬分之一的情況下進行的。 房間 – 世界上最大的衛星運營商,擁有廣泛生成的星鏈巨型星座 – 更加小心,利用其自主太空迴避系統來避開帶來更大風險的物體 低於百萬分之一。
英國伯明翰大學空間廢物專家兼宇航員教授休·劉易斯(Hugh Lewis)表示,頻繁的演習意味著一些衛星持有者比其他衛星持有者更有能力擾亂運營。
“對於陸地監視飛船來說,進行機動時可能會受到更大的干擾,因為它們必須控制自己的高度和到達特殊陸地路線的傾向,”劉易斯說,他沒有參與這項新研究。 “但是對於像這樣的宇宙飛船 星星他們對自己所在的軌道有很大的靈活性,並且仍然提供服務。 ”
除了中斷服務之外,不保證迴避操作能夠成功。跟隨空間並不完全準確,並且可能會出現錯誤的計算。此外,之前的研究表明,執行迴避動作會產生 隨後發生碰撞的風險更高 對於另一艘船,由於它改變了衛星軌跡,因此碰撞傳播算法可能不會立即承擔責任。軌道上的衛星越多,這些操作失敗的風險就越高。
劉易斯表示,數據表明一年內發生軌道碰撞的可能性約為 10%。一次完整的衛星碰撞將產生數千個新的廢物碎片,這將進一步增加附近軌道上運行的船舶的機動需求,從而增加隨後碰撞的可能性。這種衝突的風險與研究人員和操作人員都相關。
哈里斯說:“如果我們發生更多衝突並造成大量浪費,這將使我們更快地實現(全軌道)容量。”
劉易斯表示,根據 最後一次報告 SpaceX 的 Starlink 衛星已提交給美國聯邦通信委員會,在 2025 年 7 月之前的六個月內執行了 145,000 次避碰機動。這相當於每月約四次衛星機動。
“他們似乎能夠很好地適應它,”劉易斯說。 “他們似乎並沒有說他們變得非常困難,所以即使我們達到每月 10 個,他們也可能能夠適應。”
這項新研究發現,在一定高度旋轉的衛星比其他衛星面臨更多的障礙。在25英里至370英里(400至600公里)高度以及435英里至500英里(700至800公里)高度之間的軌道區域,許多衛星每月已經被迫避免衝突10次以上。
哈里斯說:“雖然大部分軌道尚未滿載,但有些區域已經滿載。” “受影響最嚴重的兩個區域在400到600公里之間,那裡有很多活躍的衛星,然後在700到800公里之間,那裡有很多空間浪費。”
這項新研究表明,衛星運營商或許能夠更好地利用可用空間,減少在已經非常擁擠的軌道上的使用,並以協調的方式運行其星座,從而使衛星軌道同步而不是相互超越。
然而,劉易斯質疑衛星運營的全球協調是否可能。目前,SpaceX 是一家規模更大的衛星運營商,但該公司可能很快就會面臨這一頭銜的競爭:世界各國,包括被視為中國的對手,都計劃開發自己的星座 數万顆衛星。
劉易斯說:“我認為太空探索技術公司和中國人不太可能協調他們構建和運營系統的方式。”
研究 它發表在《宇航學報》十月號上。