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| 本文作者： 貝爽 | 2020-10-19 17:55 |
馬斯克的星鏈（Starlink）計劃還在繼續。
就在上周，SpaceX剛剛完成了新一批星鏈衛星發射任務。截止目前，星鏈衛星在太空軌道中的總數已接近800顆。馬斯克在Twitter激動地發文稱，
一旦這些衛星到達目標位置，我們將能夠在美國北部和加拿大南部進行公開測試。
但就在星鏈計劃積極推進的同時，也有專家對此發出了警告，稱星鏈衛星正在為太空碎片制造隱患。
據外媒報道，天文學家喬納森·麥克道威爾（Jonathan McDowell）在近日接受采訪時表示，
目前大約有3％的Starlink衛星似乎已經失效，因為這些衛星已經不再在軌道上正常運行。
3%的失效概率聽起來不算高，但馬斯克計劃在十年內向太空發射42000顆衛星，這樣算來，將會有1260顆失效衛星成為太空垃圾。
更重要的是，這些無法控制的太空垃圾可能會與其他衛星或航天器相撞，產生危險的空間碎片。
據了解，兩個失效衛星相撞即可爆炸成數十萬個碎片，那么，1260顆失效衛星對太空安全無疑又是一次沉重的負擔。如McDowell所說，在如此龐大的星座中，即時屬于正常范疇的失效率也將對太空安全產生足夠的威脅。
那么既然如此，馬斯克為何要開展星鏈計劃，星鏈衛星是什么？
馬斯克在2015年1月正式宣布啟動衛星互聯網服務計劃，即星鏈計劃(Starlink)。
該計劃旨在環繞地球的太空軌道構建一個巨大的衛星星座，為地球提供低價且高速的無線網絡服務。
換句話說，所謂星鏈就是一顆顆通訊衛星的集合。 2019年5月，Space X正式發射了第一批60顆衛星，迄今為止，已經在太空軌道部署了近800顆，完成了其目標的2%。
通信衛星指的是地球上的無線電通信站間利用衛星作為中繼而進行的通信。它創建了地面上發射站與接收站之間的信息信道，從而傳遞和放大通信信號。
相對于傳統通信方式，衛星通信將因為離地球很高，覆蓋面積廣，將提供更快，更低價的網絡服務。Space X表示，星鏈衛星將帶來25毫秒的低延時，面向全球任何角落提供1Gbps 帶寬的網絡服務。
這對于海島、沙漠、農村等偏遠地區尤為重要，因為光纖網絡提供商通常無法在這些地方建設現代化的基礎設施。如此說來，馬斯克的星鏈計劃非常值得期待，它將在現實場景中極大的改善人們的生活方式。
不過，雖然近地軌道衛星為寬帶網絡普及帶來的巨大潛力，但龐大的衛星數量也會造成太空安全隱患。
馬斯克的目標是組建全球最大的 WiFi 網絡，讓無線網絡服務覆蓋全球各個角落。因此， 按照他的設想，Space X將向太空發射42000顆衛星，環繞地球的各個中低軌道，形成一個巨大的衛星星座。
60顆星鏈衛星搭獵鷹 9 號運載火箭發射升空
如果目標達成，這一數量超過人類有史以來發射過的所有航天器。重要的是，這些航天器中，并不是100%都能夠正常運行，出現故障的衛星將會失去控制，淪為太空垃圾。
隨著馬斯克星鏈計劃的加速推進，越來越多的衛星為發射升空，也引起了很多天文學家的關注。近日，天文學家喬納森·麥克道威爾（Jonathan McDowell）利用從SpaceX公司和美國政府收集來的數據，分析了星鏈衛星的運行狀態。
結果顯示，在已發射的近800顆衛星中，有3%的衛星已經停止運行并脫離了正常的運行軌道。這一數據再次引起了天文學家的擔憂。
美國政府已批準SpaceX發射42000顆衛星計劃，如果按照3%的失效率，屆時將有1260顆星鏈衛星失去操控，而這些漫無目的漂浮在太空中衛星將極大地增加撞擊風險。
面對質疑，SpaceX公司給出的解釋是，如果推進系統不正常工作，衛星將會自然脫離軌道，并在地球大氣層中燃燒，但據了解，這一過程可能需要長達五年的時間。
不過，SpaceX依然在極力地淡化這種風險。
他在提交給聯邦通信委員會(Federal Communications Commission)的文件中，稱星鏈衛星的脫軌率最高不足1%，而且，如果確有1%的衛星發生了故障，沒有了運行能力，那么，這些報廢的衛星與其他航天器撞擊每十年才有1%概率。
更重要的是，星鏈衛星裝備了先進的自動防碰撞系統，能夠監測軌道前方的太空碎片并自動躲避撞擊。
但這一說法并不能具有說服力。就在去年9月，星鏈衛星險些與其他航天器發生撞擊，而其自動防撞系統并未發揮作用。
據了解，差點與其相撞的是歐洲航天局（European Space Agency）的地球觀測衛星“風神”（Aeolus）。在兩顆衛星相距僅差半個軌道時，歐洲航天局啟動了Aeolus推進器，提升衛星軌道高度，才避免了這一潛在撞擊事件的發生。
當時，Aeolus衛星與44號星鏈衛星恰好位于同一高度。起初，歐洲航天局通過數據分析發現，兩個衛星可能存在撞擊風險，但風險僅為五萬分之一，還未達到采取緊急避撞機動的閾值。但僅過了兩天，兩顆衛星相撞的風險便達到了千分之一，遠遠超過了標準中的臨界值。
但在緊急情況下，星鏈衛星并能成功啟自動防撞機制。對此，歐洲航天局空間碎片辦公室負責人霍爾格·克拉格（Holger Krag）給出的解釋是，這可能與星鏈衛星上的電力推進系統有關，該系統可能沒有風神衛星上的化學推進系統反應那么快。截止目前，SpaceX也未對此事件作出正面回應。
重要的是，衛星相撞還將產生大量的太空碎片，為航天任務帶了不可估量的威脅。
McDowell表示，一顆衛星重約550磅，如果它們確實發生了碰撞，那將相當于引爆14公噸TNT，并使碎片高速飛濺。這些碎片的移動速度大約是子彈的10倍，那么，無論碎片多小，都足以對重要設備造成災難性的毀壞。甚至于殺死飛船上的宇航員。
截止目前，地球附近太空已有近1.3億塊碎片垃圾，均來自廢棄的衛星，破裂的航天器以及其他航天任務。有專家稱，大量碎片可能已經接近于凱斯勒事件。
近地軌道上的衛星碎片多到了一定程度后，就會經常擊中附近的衛星，產生更多碎片，而碎片的增多又增加了撞擊的可能性，由此形成一種惡性循環。
這一觀點，是由NASA約翰遜航天中心的唐納德·凱斯勒(Donald J. Kessler)在1978年的論文里提出的，因此，被稱為“凱斯勒現象”。
Kessler認為，如果不及時制止這種惡性循環，大量碎片可能會讓人類在長達幾十年里無法向太空發射任何新的無人或者載人航天器。
近幾年，隨著衛星發射任務的逐漸增多，太空碎片問題也日益嚴峻。據了解，除了SpaceX公司外，美國電子商務公司亞馬遜、英國通信公司OneWeb等公司均有互聯網衛星發射計劃。
其中，亞馬遜發起Kuiper項目，計劃發射3236顆；OneWeb已發射74顆，但其目標是打造一個48000顆的衛星星座。據了解，最近一家因破產而被英國政府收購的公司也要力爭發射2000顆衛星。
尚不清楚這些星座可能會在軌道上留下多少顆失效衛星。但根據歐洲航天局的最新數據統計，截至今年2月，地球軌道上大約有3200顆未正常運行的衛星，這些報廢的航天器中，有許多經常會與其他航天器相撞，造成更多空間碎片。
另外，越來越多的航天任務中也制造了大量的碎片。而太空碎片的增多，在一定程度又進一步加劇了與報廢衛星相撞的幾率。
例如，2007年中國炸毀了自己的氣象衛星，對反衛星導彈進行測試；2009年，一架美國飛船和一架俄羅斯飛船意外相撞，僅這兩個事件就使低地球軌道上的大碎片數量增加了約70％，另外，2019年印度的反衛星導彈測試，也制造出6500片橡皮擦大小的碎片。
而就星鏈計劃來說，當前僅完成2%的發射任務，未來還將發射4.1萬顆，從目前太空環境來說，這些衛星顯然會極具增加與其他航天器或碎片撞擊的風險，而這種風險也將帶來了更大的處理難度。
如歐洲航天局此前曾推特上寫道：
隨著衛星的增多，尤其是“星鏈”計劃的實施，如今手動的避讓措施將不足以確保衛星的飛行安全。
引用鏈接：
https://www.businessinsider.com/spacex-didnt-move-starlink-satellite-after-crash-warning-due-to-bug-2019-9
https://mp.weixin.qq.com/s/yXz4W3x3HnW-jvOTcey1MA
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