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中美衛(wèi)星200米“擦肩”而過,美方半年變軌14萬次,撞了咋辦?

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近日,SpaceX“星鏈”工程副總裁邁克爾·尼科爾斯在社交媒體上的公開指責(zé),稱中國(guó)近期發(fā)射的一顆衛(wèi)星在未充分協(xié)調(diào)的情況下,與“星鏈”衛(wèi)星發(fā)生近距離接近。中科宇航隨即回應(yīng),強(qiáng)調(diào)所有發(fā)射任務(wù)都會(huì)通過地面空間感知系統(tǒng)選擇安全窗口,規(guī)避已知衛(wèi)星和碎片,并進(jìn)一步澄清:如果該近距離事件屬實(shí),其發(fā)生時(shí)間是在衛(wèi)星分離近48小時(shí)后,發(fā)射任務(wù)本身早已結(jié)束。



說到軌道風(fēng)險(xiǎn),繞不開的名字就是“星鏈”。

2021年,中國(guó)空間站曾兩次因“星鏈”衛(wèi)星接近而實(shí)施緊急避碰,相關(guān)情況也被提交聯(lián)合國(guó)。很多人認(rèn)為危險(xiǎn)來自“衛(wèi)星數(shù)量太多”。但從專業(yè)角度看,這個(gè)判斷并不完全準(zhǔn)確。國(guó)際航天專家雨廣就指出,目前太空中的碎片數(shù)量,其實(shí)遠(yuǎn)高于在軌衛(wèi)星數(shù)量,單純“多”,并不是最大問題。

真正復(fù)雜的地方,在于“動(dòng)”。



“星鏈”衛(wèi)星與傳統(tǒng)衛(wèi)星最大的不同,在于其高度機(jī)動(dòng)性。為提升發(fā)射效率,SpaceX會(huì)先把衛(wèi)星送入相對(duì)較低的軌道,再依靠電推進(jìn)系統(tǒng)逐步抬升;衛(wèi)星出現(xiàn)故障時(shí),還會(huì)主動(dòng)降軌離軌。這一設(shè)計(jì)理念本身是負(fù)責(zé)任的,但代價(jià)是:衛(wèi)星升軌、降軌、保持軌道的動(dòng)作極其頻繁。據(jù)報(bào)道,僅半年時(shí)間內(nèi),“星鏈”衛(wèi)星執(zhí)行的變軌機(jī)動(dòng)就超過14萬次,是此前同期的近三倍。

中國(guó)有個(gè)成語叫“物極必反”,頻繁變軌必然帶來新的問題。



航天器的軌道預(yù)測(cè),依賴的是持續(xù)更新的星歷數(shù)據(jù)。一旦衛(wèi)星在工作狀態(tài)下頻繁變軌,而其他航天機(jī)構(gòu)卻無法及時(shí)獲知“什么時(shí)候變、往哪變、變了多少”,原有預(yù)測(cè)模型就會(huì)迅速失效。那么軌道就不是靜態(tài)幾何問題,而是實(shí)時(shí)博弈。

“星鏈”衛(wèi)星的設(shè)計(jì)特點(diǎn),也進(jìn)一步放大了這一不確定性。

其本體呈薄片狀,太陽能帆板面積大、質(zhì)量相對(duì)較輕,面質(zhì)比高,對(duì)稀薄大氣阻力非常敏感,軌道高度會(huì)持續(xù)衰減,不得不頻繁實(shí)施軌道保持。再加上星座需要維持均勻分布,以保障通信覆蓋,這些因素疊加在一起,使其成為近地軌道中最“活躍”的群體之一。



我們平時(shí)騎車或者開車應(yīng)該有過這樣的感受:最危險(xiǎn)的并不是“你在那里”,而是“你突然動(dòng)了,但我不知道”。對(duì)于負(fù)責(zé)任的航天行為來說,航天器一旦變軌,就應(yīng)當(dāng)通知相關(guān)方,至少是同軌道高度層的運(yùn)營(yíng)者,或者公開發(fā)布信息。這不是技術(shù)禮貌,而是避免碰撞的底線邏輯。因?yàn)樾菤v數(shù)據(jù)本身就存在誤差,更新時(shí)間越長(zhǎng),誤差越大。

了解以上背景就會(huì)明白,200米的“擦肩而過”并不是偶然,而是高密度運(yùn)行與高頻變軌疊加后的必然結(jié)果。更值得警惕的是,一旦真的發(fā)生碰撞,后果將遠(yuǎn)不止損失一兩顆衛(wèi)星。高速相撞產(chǎn)生的大量碎片,可能引發(fā)連鎖反應(yīng),威脅同一軌道高度層上的其他航天器,甚至形成長(zhǎng)期難以清理的碎片云。



那么,如果真的相撞,責(zé)任該如何界定?

從現(xiàn)有國(guó)際規(guī)則來看,答案并不簡(jiǎn)單?!锻鈱涌臻g條約》等框架文件強(qiáng)調(diào)“和平利用”和“避免有害干擾”,但在商業(yè)衛(wèi)星頻繁自主變軌的現(xiàn)實(shí)面前,責(zé)任劃分仍存在灰色地帶。一般而言,是否及時(shí)共享星歷數(shù)據(jù)、是否履行了合理的告知義務(wù),將成為判斷“誰更有責(zé)任”的關(guān)鍵因素。

也正因如此,對(duì)負(fù)責(zé)任的航天行為來說,航天器一旦變軌,至少應(yīng)當(dāng)通知同一軌道高度層的相關(guān)方,或者公開發(fā)布信息。星歷數(shù)據(jù)本身就存在誤差,更新越不及時(shí),誤差就越大。SpaceX方面也承認(rèn),當(dāng)衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商不共享星歷時(shí),危險(xiǎn)的近距離接近就可能發(fā)生;而中科宇航則指出,這背后反映的是不同航天生態(tài)系統(tǒng)之間,尚未建立起成熟、穩(wěn)定的協(xié)作機(jī)制。



放眼未來,隨著更多國(guó)家和企業(yè)進(jìn)入近地軌道,類似爭(zhēng)議只會(huì)越來越多。問題的核心,已經(jīng)不再是“誰先指責(zé)誰”,而是能否建立一套被廣泛遵守的透明規(guī)則。太空不屬于任何一家公司,也不屬于任何一個(gè)國(guó)家,它正在變成全人類共享、但同時(shí)也共同承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)的公共空間。

目前來看,近地軌道正在從“稀缺資源”變成“高密度運(yùn)行區(qū)”。商業(yè)航天的快速發(fā)展,讓人類第一次面對(duì)這樣一個(gè)現(xiàn)實(shí):太空不再是空曠的,而是一個(gè)需要精細(xì)治理的公共空間。如果規(guī)則跟不上技術(shù)速度,再先進(jìn)的衛(wèi)星,也可能成為風(fēng)險(xiǎn)源。

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