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空间碎片:日益增长的问题令人惊讶的是昂贵的

2021-10-14 08:50:09来源:

随着每年发射的数百颗卫星,空间内碰撞和创建空间碎片的快速移动 - 或“太空垃圾” - 越来越可能,威胁我们在太空中的持续的人力和技术存在。

经济合作与发展组织(经合组织)最近公布了其关于空间碎片经济成本的第一个报告。使用来自众多来源的研究,包括来自esa的空间碎片办公室的数据和分析,如果我们不采取行动,概述了未来的危险,并且可以做些什么来确保我们在太空中的未来。

在这里,我们总结了报告的主要结果,并解释了欧安全景署如何通过其空间安全计划解决问题。

不断增长的问题

“经济和社会脆弱性空间危害,特别是空间碎片,正在增长。” - 空间可持续性:经合组织,2020年的透视岩石碎片经济学。

ESA 2019关于空间碎片的报告 - 所有轨道的进化。此表显示了所有轨道上的碎片对象的不断发展数量,其中颜色与碎片的不同来源有关 - UnteviedRM - 火箭任务
相关的ObjectSrd -
Rocket碎片; RF - 火箭碎片碎
片 - 火箭队 - Rocket Bodypm - 有效载荷
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效载荷碎片碎片 - 有效载荷碎
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空间的制度和商业用途以增加的速度增长。轨道中的卫星数量将在卫星宽带推出“Mega-Constellation”,其中一些包括成千上万的卫星,并且碰撞风险和更多空间碎片增加。

在太空中只有一个碰撞或爆炸会产生成千上万的小型,快速移动的小碎片,能够损坏或破坏功能卫星。例如,在2007年,Fengyun-1C卫星的故意破坏翻了一番,海拔约800公里的碎片增加了一倍,导致当时碎片总人口增加30%。

空间碎片是昂贵的,并且会变得更加艰难

ESA空间碎片研究:超型冲击样本。ESA,CC BY-SA 3.0 IGO

关于空间碎片的成本,报告指出:“空间碎片保护和缓解措施已经昂贵对卫星运营商成本高昂,但是,如果碎片旋转失控并使某些轨道不可用的人类活动造成某些轨道的主要风险和成本已经昂贵。”

从太空碎片保护卫星是昂贵的,从设计措施开始,需要监控和跟踪,从伤害的方式甚至完全更换任务,移动运营卫星。

对于地球静止轨道的卫星来说,经合组织报告称,此类成本估计为总特派团总成本的5-10%,这可能是数亿美元。在低地球轨道中,每个任务的相对成本甚至可能高于5-10%。

然而,无所作为的成本将远远大。轨道中足够的碎片最终可能导致级联碰撞的“凯斯勒综合征”,导致越来越多的自我发行的碰撞,并且经合组织描述为“一种可能呈现某些轨道无法使用的生态倾斜点”。

经济和社会越来越容易受到碎片的影响

Kessler综合征的社会经济影响将严重。重要的太空应用可能会丢失,例如天气预报,气候监测,地球科学和基于空间的通信。不可能使用某些轨道会具有巨大和显着的后果。根据该报告,这些将包括:

独特的应用和功能可能会丢失。互联网,天气和通信服务丢失了。宇航员在国际空间的危险风险增加了,在国际空间中间中间的地球科学和气候研究进入的拥挤和压力在其他讲座的经济增长和投资中放缓

尽管技术进展,但在理解空间环境方面,在欧洲最大的空间碎片会议上发现了在欧洲最大的空间碎片会议上确定了在申请减少碎片创造的措施的措施方面的显着增加。

具体而言,该报告指出:“某些地理区域和社会群体将受到不合死的影响,特别是在农村地区,现有地面基础设施有限,依赖太空基础设施依赖。”

我们做得不够

据报道,“存在全面的国家和国际缓解措施,但合规不足以稳定轨道环境。”

当前用于低地球和地球杆菌轨道飞行卫星的运营商的当前碎片减缓指南包括:

避免故意产生碎片(包括抗卫星测试)最小化意外爆炸的潜力,为地球静止轨道的低地球轨道轨道轨道的特派团25年的脱毛规则应该被派往他们生活结束时的更高的“墓地轨道”,应在可行的情况下保持避免运作的卫星或避免的方式,并尽量减少由于重新参赛而导致地面伤亡的风险

如ESA的最新空间碎片环境报告所述,地球静止轨道中的大多数卫星运营商符合这些指导方针,但不到650公里的轨道中只有20%的轨道上的60%。多年来,若干国家也进行了防卫星测试。

ESA的空间安全计划 - 欧洲的回应

预测Aeolus和Starlink 44之间的结合。

ESA的空间碎片办公室致力于在今天的航班中保护任务,并确保航天飞行可持续的未来。每天,在德国达姆施塔特,德国的ESOC任务控制团队,监控和评估轨道上潜在碰撞的可能性以及如何保持他们的任务安全。

随着更多卫星被推出到轨道中,当前的“手动”方法来避免空间内碰撞,以及碎片的创建,这将是不够的。因此,通过原子能机构的空间安全计划,ESA正在开发“自动碰撞避免”技术,这将使避免碰撞的过程更有效。

通过评估空间内碰撞的风险和可能性,该软件将改善是否需要机动的决策过程,甚至可以将订单发送到风险卫星以偏离风险卫星。

但是已经在轨道上的垃圾呢?在一个世界上,ESA委托了一个将从轨道中删除碎片物品的特派团。

Clearspace-1任务将在2013年ESA的Vega发射器的第二次飞行后轨道左侧左侧左侧左侧旁边。

在2025年推出,ClearSpace-1将使用机器人武器来捕获2013年ESA的第二次Vega推出的Vespa上阶段的一部分。

质量为100千克,Vespa的尺寸尺寸靠近小卫星,而其相对简单的形状和坚固的结构使其成为合适的第一目标。第一次步骤,证明轨道在轨道中可以删除,将建立一个商业服务,也可以解决更大,更具挑战性“捕获”,最终包括多对象捕获。

避免避免和碎片去除对于减少空间的碎片量,但符合上述碎片减缓指南对我们的空间环境产生了最大的影响。ESA的空间碎片办公室监视全球符合要求,以及干净的空间办公室正在努力通过运营和技术进步来提高全球合规性。

在经合组织报告和ESA的空间碎片网站上了解更多信息。