太空碎片導致 2025 年軌道緊急情況:會發生什麼變化嗎?
地球被繞地球運行的人造碎片包圍。這個問題一年比一年嚴重,2025 年也不例外。
空間碎片專家表示,大約有 1.3 億塊軌道碎片圍繞我們的星球運行:火箭級爆炸產生的高速碎片、廢棄的衛星以及太空設備部署產生的碎片。這種曲折混亂的部分原因是 故意破壞航天器 通過測試反衛星武器。
所有這些空間雜亂意味著碰撞的風險增加,從而產生更多碎片 – 更廣為人知的是 凱斯勒綜合症。 1978 年,NASA 科學家 Donald Kessler 和 Burton Cour-Palais 在空間物理學論文《人造衛星的碰撞頻率:碎片帶的形成》中詳細描述了這種級聯效應。 47年後,這個問題變得更加嚴重,正如今年的幾起碎片撞擊事件所表明的那樣,我們仍然沒有好的方法來解決甚至減緩地球周圍軌道碎片的積累。
碎片撞擊導致緊急發射
11月5日,當中國神舟二十號航天員準備離開中國空間站時,機組人員發現他們的飛船 在她的視窗上留下了小裂縫。原因被標記為太空碎片的外部影響,使得飛船不適合機組人員安全返回。
此次事件促成了中國載人航天計劃的首次緊急發射任務;這是一艘載有貨物的無人駕駛神舟二十二號飛船 11月25日上線。
神舟傳奇為中國航天人畫上了圓滿的句號 安全返回地球 神舟二十一號飛船上。這是中國空間站計劃歷史上首次啟動的替代返回程序。
然而,神舟二十號著陸延遲不僅僅是一個程序說明。德克薩斯大學奧斯汀分校空間碎片專家兼教授莫里巴·賈(Moriba Jah)表示,這是一個關於我們軌道公共空間狀況的信號。
賈告訴 Space.com:“由於微小碎片損壞了航天器的窗戶,機組人員返回被推遲。”他說:“推遲和更換飛行器的決定反映了基於不完整知識的負責任的風險管理。它還暴露了更深層次的問題。也就是說,我們集體無法對軌道上移動的物體保持持續和可驗證的了解。”
賈說,我們留下的每一個碎片都“增加了不確定性的上升”。
要求:數據完整性和透明度
賈說,這種不確定性不僅僅是統計上的,而且是認知上的。他說:“當不確定性增加的速度超過知識更新的速度時,確定性的邊際就會受到侵蝕。”他主張設計“知識再生速度快於知識衰退速度”的任務、治理框架和信息系統。
賈說,神舟二十號飛船的窗戶破裂,“可以追溯到全球跟踪、歸屬和問責方面的差距。除非各國和公司將數據完整性和透明度視為安全工程的一部分,否則類似的錯誤將會重演。”
中國決定推遲神舟載人飛船重返大氣層,直到其工程師對評估充滿信心,“這是一種認識上的謙遜行為——認識到未知並相應地適應。這種謙遜應該被寫入法律,而不是非凡的,”他說。
賈表示,在實踐中,神舟二十號事件應該推動國際社會走向可審計的管理,即軌道態勢感知、可互操作的知識圖表和認可任務恢復秩序而不是增加風險的認證計劃的共同基礎。
“只有通過協調信息工程、政策和道德,我們才能防止‘常規’異常成為災難的前兆,”賈說。他說:“如果我們吸取了正確的教訓,這將不會被認為是一次幸運的逃脫,而是一個轉折點。”他補充說,“軌道安全的證據始於誠實地了解我們所做的和不知道的事情,以及在我們失去知識之前盡快重新獲得知識的意願。”
忽略長期影響
Darren McKnight 是高級技術助理 利奧實驗室一個致力於空間域感知的小組。
對於 McKnight 來說,2025 年最大的問題是:
- 衛星星座的激增,有些負責星鏈、銥星和OneWeb,還有一些像中國的巨型星座“千帆”及其衛星互聯網有效載荷“國網”,使火箭體處於高尺度和高海拔,不與其他星座合作,將你的工作劃分為“理解和展示你的工作”。
- 廢棄在軌道上的火箭主體將停留超過25年。好消息是,通過移除 10 個最具統計意義的物體,近地軌道上產生碎片的可能性可以降低 30%。然而壞消息是,國際社會正在加速放棄導彈部隊,儘管這樣做會產生已知的負面和長期影響。
麥克奈特說:“一些近地軌道上的運營商為了短期利益而忽視了已知的長期行為影響。”他認為這種情況與全球變暖的早期階段相似。
“有些人不會改變行為,直到發生不好的事情。”麥克奈特說完了。
風險和責任
另一個引起關注的聲音是聯合國環境規劃署(UNEP)。本月發表了《太空保護:環境問題、風險和責任該文件將一些空間碎片問題稱為“新出現的問題”。
文件解釋道:“太空領域正在呈指數級增長,在過去十年中部署了超過 12,000 艘航天器,並且隨著世界接受衛星服務帶來的好處,還計劃部署更多航天器。這種增長給大氣層的各個層帶來了重大的環境挑戰。”
環境署特別指出了發射排放、航天器向平流層排放的空氣污染以及空間碎片的再入造成的空氣污染,以及改變地球大氣化學和動力學的潛力,從而對氣候變化和平流層臭氧消耗產生影響。
聯合國小組的終結?
文件稱:“需要採取多管齊下、跨學科的方法,以更好地了解風險和影響,以及如何平衡它們與太空活動給人類帶來的基本日常服務和利益。”