這兩次事件的主角并非太空碎片，也非失控航天器，而是尚能由地面控制的衛(wèi)星。SpaceX和馬斯克必須做出解釋?zhuān)瑸槭裁丛谛l(wèi)星可控情況下還會(huì)發(fā)生這樣的事件？為什么降軌規(guī)劃時(shí)候沒(méi)有考慮到和空間站的碰撞？為什么出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)不提前做規(guī)避機(jī)動(dòng)？為什么離軌再入中會(huì)出現(xiàn)升軌操作？

 

中國(guó)空間站

 

近幾天，中國(guó)空間站兩次緊急規(guī)避星鏈衛(wèi)星事件成為熱搜話題，在網(wǎng)上迅速發(fā)酵。

 

事出本月3日，中國(guó)通過(guò)聯(lián)合國(guó)和平利用外層空間委員會(huì)（COPUOS）向聯(lián)合國(guó)秘書(shū)長(zhǎng)提交了一份照會(huì)，指出星鏈1095衛(wèi)星從5月中旬至6月下旬持續(xù)降軌至382公里高度后保持在此高度運(yùn)行。這是一個(gè)非常接近中國(guó)空間站軌道的高度。7月1日發(fā)生第一次近距離接近事件。為保證安全，中國(guó)空間站于7月1日晚做了緊急規(guī)避。

 

10月21日，星鏈2305衛(wèi)星再次接近。這次星鏈衛(wèi)星處于策略不明的連續(xù)機(jī)動(dòng)狀態(tài)。中國(guó)空間站再次做了避險(xiǎn)規(guī)避。

 

這兩次事件發(fā)生后，中國(guó)官方并未正式宣布，官媒也沒(méi)報(bào)道，向聯(lián)合國(guó)發(fā)照會(huì)同樣也沒(méi)官方和官媒消息。是網(wǎng)民從聯(lián)合國(guó)網(wǎng)站上發(fā)現(xiàn)了這個(gè)事情。這就是為什么照會(huì)發(fā)出差不多四周，大家才知道。

 

不過(guò)到目前為止，熱鬧的主要還是中文媒體，尤其是中文自媒體。國(guó)外社交網(wǎng)絡(luò)和專(zhuān)業(yè)圈子有少量討論，而歐美主流媒體幾乎都視而不見(jiàn)。

 

美國(guó)天文學(xué)家喬納森·邁克道威爾（Jonathan McDowell）長(zhǎng)期關(guān)注航天發(fā)射和航天器運(yùn)行狀況，定期發(fā)布相關(guān)信息和他自己的分析。這次也不例外，他為我們提供了更為詳細(xì)的信息。

 

喬納森·邁克道威爾推特截圖

 

首先，他認(rèn)為這兩顆星鏈屬于故障退役衛(wèi)星。按他的統(tǒng)計(jì)，大概有300顆，即占在軌總數(shù)16%的星鏈衛(wèi)星已經(jīng)離開(kāi)了550公里的工作軌道。它們都會(huì)在SpaceX控制下主動(dòng)降軌并再入大氣層。鑒于中國(guó)空間站處于穩(wěn)定軌道，喬納森認(rèn)為SpaceX有主動(dòng)規(guī)避并事先通知中方的責(zé)任。

 

喬納森還對(duì)這兩次事件的軌道做了分析。他指出星鏈1095和中國(guó)空間站最接近的時(shí)刻是7月1日13:15（世界協(xié)調(diào)時(shí)，下同），而中國(guó)空間站避險(xiǎn)變軌發(fā)生在9:50，提前不到三個(gè)半小時(shí)。我們有理由推測(cè)，這是一個(gè)突發(fā)事件，發(fā)現(xiàn)情況時(shí)可能已經(jīng)很遲，采取的是非常緊急的措施。

 

圖1：7月星鏈1095（藍(lán)線）和中國(guó)空間站（CSS，紅線）軌道變化歷史（兩根線分別代表近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)高度）。

 

10月21日，中國(guó)空間站于3:16變軌。近19個(gè)小時(shí)后，星鏈2305于22:00接近空間站。這說(shuō)明，我們對(duì)星鏈已經(jīng)有了警惕，預(yù)測(cè)比較超前，采取措施的時(shí)間也比較充分。

 

喬納森還提供了兩個(gè)航天器的軌道和相鄰距離變化的詳細(xì)圖表。圖表顯示，星鏈1095和中國(guó)空間站在7月相遇時(shí)，星鏈在降軌。它在和中國(guó)空間站相遇之際可能做過(guò)一些機(jī)動(dòng)。

 

而10月那次相遇中，星鏈2305在持續(xù)升軌，且沒(méi)有做任何規(guī)避機(jī)動(dòng)。而中國(guó)空間站的機(jī)動(dòng)比7月那次更明顯，其遠(yuǎn)地點(diǎn)增加、近地點(diǎn)減少，軌道變得更橢圓。

 

圖2：10月星鏈2305（紅線）和中國(guó)空間站（CSS，藍(lán)線）軌道變化歷史（兩根線分別代表近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)高度）。

 

圖3：10月事件中，星鏈2305和中國(guó)空間站距離變化歷史。

 

兩個(gè)航天器每繞地球一圈就有一次相遇機(jī)會(huì)。圖3顯示了十月事件的兩次相遇，右側(cè)那次相距不到4公里。這在太空中是一個(gè)非常近的距離。考慮到在這之前已經(jīng)做過(guò)規(guī)避機(jī)動(dòng)，如果不做規(guī)避，這個(gè)距離肯定更小，不能排除相撞的可能性！所以，這兩個(gè)事件的嚴(yán)重性無(wú)論怎么高估都不為過(guò)。

 

由于航天器飛行速度極高，碰撞造成的后果是毀滅性的。而且，一次碰撞產(chǎn)生的數(shù)以萬(wàn)計(jì)的碎片會(huì)繼續(xù)在軌道上高速運(yùn)行，進(jìn)一步提高軌道上的碰撞風(fēng)險(xiǎn)。這種連鎖反應(yīng)的結(jié)果是，軌道上沒(méi)有東西能夠幸免。電影《地心引力》已經(jīng)展現(xiàn)了這個(gè)令人恐怖的場(chǎng)景。

 

太空碰撞毀掉一顆衛(wèi)星只是經(jīng)濟(jì)損失。但對(duì)載人航天來(lái)說(shuō)，代價(jià)可能是宇航員的生命。近年來(lái)，軌道碎片的數(shù)量還在不斷增加，碰撞的風(fēng)險(xiǎn)越來(lái)越大。所以，太空垃圾的消減、太空碰撞的預(yù)警和規(guī)避、載人航天器的太空救生等已經(jīng)成為非常重要的課題，甚至已經(jīng)成為政治問(wèn)題和國(guó)際合作的重要內(nèi)容。

 

在國(guó)際空間站，碰撞規(guī)避已經(jīng)是常規(guī)操作。截至2020年底，它在22年的歷史中做過(guò)25次緊急規(guī)避。而近年來(lái)這種操作更為頻繁，平均每年有兩次。

 

國(guó)際空間站目前的標(biāo)準(zhǔn)是，只要發(fā)現(xiàn)大于10厘米的太空碎片可能進(jìn)入國(guó)際空間站軌道上下1.25公里、前后25公里的長(zhǎng)方形“鞋盒”空間內(nèi)，或者碰撞概率大于萬(wàn)分之一，空間站就必須開(kāi)啟變軌規(guī)避，宇航員必須躲進(jìn)站上對(duì)接的載人飛船內(nèi)，萬(wàn)一出現(xiàn)意外時(shí)可以隨時(shí)逃離、返回地球。

 

國(guó)際空間站要求在可能的碰撞前留出五個(gè)多小時(shí)，其中規(guī)避變軌準(zhǔn)備約三個(gè)小時(shí)，等待變軌生效約兩個(gè)小時(shí)。中國(guó)空間站也有類(lèi)似的規(guī)避準(zhǔn)則。

 

然而，這兩次事件的主角并非太空碎片，也非失控航天器，而是尚能由地面控制的衛(wèi)星。在以往的太空碰撞及“潛在”太空碰撞事件中，總有一方是不受控的太空垃圾或失控航天器。歷來(lái)威脅國(guó)際空間站的太空垃圾質(zhì)量都很有限，更沒(méi)遭遇過(guò)可控航天器的威脅。而這次威脅到中國(guó)空間站的是處于可控狀態(tài)、260公斤之重的完整衛(wèi)星，其破壞力可想而知。

 

毫無(wú)疑問(wèn)，這次事件是非同尋常的。10月事件中星鏈衛(wèi)星的持續(xù)升軌則帶來(lái)了更多的疑問(wèn)。按理說(shuō)，退役衛(wèi)星離軌再入是不需要升軌的。

 

星鏈衛(wèi)星，圖片來(lái)源：SpaceX

 

SpaceX和馬斯克必須做出解釋?zhuān)瑸槭裁丛谛l(wèi)星可控情況下還會(huì)發(fā)生這樣的事件？為什么降軌規(guī)劃時(shí)候沒(méi)有考慮到和空間站的碰撞？為什么出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)不提前做規(guī)避機(jī)動(dòng)？為什么離軌再入中會(huì)出現(xiàn)升軌操作？

 

截至發(fā)稿，SpaceX和馬斯克仍然沒(méi)有做任何回應(yīng)。

 

筆者不禁聯(lián)想到今年中國(guó)空間站天和核心艙發(fā)射后的情況，當(dāng)時(shí)西方媒體大肆渲染長(zhǎng)征五號(hào)末級(jí)再入地球的風(fēng)險(xiǎn)。事實(shí)上，和太空碰撞相比，長(zhǎng)五末級(jí)再入的可控性更強(qiáng)，風(fēng)險(xiǎn)和長(zhǎng)期后果則更低。它的最終再入也如預(yù)測(cè)的那樣，沒(méi)有對(duì)地面造成任何損害。

 

但這次星鏈?zhǔn)录鞣街髁髅襟w幾乎集體失聲（除了《鏡報(bào)》這樣的左翼小報(bào)），再次顯示了他們所謂的新聞自由和客觀報(bào)道的虛偽性。他們對(duì)中國(guó)的選擇性和雙標(biāo)報(bào)道充滿(mǎn)了傲慢和偏見(jiàn)。

 

當(dāng)然，現(xiàn)在對(duì)事件的真正原因下結(jié)論還為時(shí)過(guò)早。但即便作最善意的假設(shè)，事件也可以引出更多的討論和思考。類(lèi)似星鏈這樣的巨型星座會(huì)帶來(lái)什么影響？數(shù)萬(wàn)顆衛(wèi)星圍繞地球，數(shù)百顆衛(wèi)星在持續(xù)降軌，一定還會(huì)有失控衛(wèi)星，太空碰撞的風(fēng)險(xiǎn)絕對(duì)不可低估。它對(duì)不斷增加的太空人口來(lái)說(shuō)可能是致命的。

 

目前，星鏈衛(wèi)星已經(jīng)占據(jù)了近地軌道近距離遭遇事件的一半。當(dāng)12000顆星鏈衛(wèi)星入軌后，這一比例預(yù)計(jì)將增加到90%。

 

在SpaceX和馬斯克光環(huán)的帶動(dòng)下，很多公司計(jì)劃或者已經(jīng)走上了巨型星座的道路。這種任性的巨型星座和我們星辰大海的理想會(huì)不會(huì)背道而馳？這是人類(lèi)正確的方向嗎？地面交通需要交通管理部門(mén)、法規(guī)和警察的約束和監(jiān)督，太空難道就不需要嗎？

 

不過(guò)，太空沒(méi)有邊界。太空和航天器的管理無(wú)法依靠一國(guó)來(lái)完成。我們需要國(guó)際合作、需要基于一致認(rèn)可的規(guī)則的行動(dòng)。但很遺憾，目前的國(guó)際形勢(shì)為合作投下了陰影。我們看到太空中出現(xiàn)了越來(lái)越多的沖突跡象而不是合作。也許，只有深刻的教訓(xùn)才能使局面有所改觀。也許，我們只能等待，等待我們的下一代來(lái)解決這個(gè)難題。

 

至于馬斯克，如果他要繼續(xù)走下去，繼續(xù)在太空拓展，最終實(shí)現(xiàn)他的火星夢(mèng)想，他就必須在這一事件上表現(xiàn)出責(zé)任感和客觀性，他也必須為巨型星座的問(wèn)題找到實(shí)質(zhì)性的解決辦法。

 

讓我們拭目以待吧。

 

（作者系航天愛(ài)好者，英文電子雜志“Go Taikonauts”創(chuàng)辦人之一；來(lái)源：“科工力量”微信公眾號(hào)；圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)，侵刪） 

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