【腾讯科技编者按】Ars Technica网站近期刊文称,SpaceX、OneWeb和波音等公司正在建立卫星互联网效劳。为此,这些公司将发射数千颗近地轨道卫星。美国国会有参议员曾经提出,这能够会形成太空渣滓的众多,要挟人类临时可继续的太空活动。他们呼吁,美国联邦通讯委员会对此展开讨论。
以下为文章全文:
估计将来几年,将会无数千颗卫星发射至近地轨道,以提供高速宽带效劳。但是,这些项目正在惹起相关专家和政府官员的关注。他们担忧,这会招致太空渣滓成绩趋于好转。
美国联邦通讯委员会(FCC)正思索来自SpaceX、OneWeb、波音和其他公司的卫星通讯请求。不过,美国两名参议员已提出,FCC该当与其他部门配合,避免太空渣滓众多。
美国国会参议员克里·布克(Cory Booker)和丹·萨利文(Dan Sullivan)致信FCC主席艾吉特·帕伊(Ajit Pai)表示:“FCC正在评价关于近地轨道卫星网络的多项请求。在这样的状况下,我们要求,你们与美国宇航局(NASA)和联邦航空管理局(FAA)展开正式协调,针对太空渣滓成绩成立跨部门的任务组,就如何缓解这方面成绩制定综合性的国际政策。”
目前,共有1400多颗正在运转中的卫星盘绕地球飞行。而包括已加入运转的卫星在内,卫星总数超越4000颗。仅SpaceX就方案在2019年到2024年之间向1110公里至1325公里的近地轨道发射4425颗卫星,随后还将向更接近空中的地面发射7500颗卫星。与此同时,OneWeb方案发射720颗卫星,并且已取得了FCC的审批。波音则提出建立包括1396至2956颗卫星的网络。SpaceX、OneWeb和波音在提交给FCC的文件中都触及了如何增加太空渣滓的方案。
能够的碰撞“级联”
在致帕伊的邮件中,布克和萨利文没有提到详细公司,但列出了需求关注的几方面缘由:
“正如你们所知,美国国防部太空监控网络目前追踪近2.2万个轨道碎片。轨道碎片的定义是地球轨道上不再有用的天然物体。这个数字还不包括不计其数异样绕地球旋转、尺寸小于10厘米的碎片。与小至10厘米的碎片碰撞会对卫星形成灾难性毁坏,而小至1厘米的碎片能够会令太空飞船失灵。一切碰撞都将指数级地添加又一次碰撞的能够性,招致级联反响,从而严重阻碍将来在近地轨道展开电信、国度平安,以及其他太空活动。
过来10年,两次严重的卫星碰撞事故极大地添加了以后轨道上的碎片数量。模型预测标明,即便简直完全依照以后的缓解措施去执行,将来200年中,近地轨道的太空渣滓也将均匀增长30%。各国和国际的多项研讨得出结论,即太空碎片数量或许已抵达临界点。”
运营卫星宽带网络的公司还需求取得FCC的频谱答应。FCC对射频频率的运用作出标准,避免零碎之间互相搅扰。不过,FCC的评价进程还需求思索如何缓解太空渣滓成绩。
目前正在方案中的卫星网络会招致近地轨道卫星数量的大幅添加。因而,美国的参议员们正提示FCC,“美国有义务确保,任何取得答应的零碎都不会在接近其他零碎的中央运转,从而招致太空渣滓的添加,要挟国际和国际资产,阻碍我们将来进入太空”。这些参议员还指出,NASA“正在对大型卫星网络的外部参数展开研讨”,并敦促FCC应用来自这项研讨的建议和最佳理论,指点将来的卫星答应决策。
虽然如此,参议员们也供认,关于应用近地卫星给乡村和网络掩盖缺乏地域的美国人提供高速宽带网的潜力感到“十分兴奋”。
FCC尚未对参议员的这封邮件做出回应。
史无前例的任务
太空碎片研讨者、平安世界基金会项目规划担任人布莱恩·威登(Brian Weeden)表示,关于数千颗卫星进入近地轨道,人们的担忧是合理的。局部缘由在于,“这是全新的任务,这样的大型卫星网络是史无前例的”。“我们能够并不了解全部应战和一切影响。”
他以为,参议员们的建议是有利的。“由于这是全新事物,所以他们想要确保,FCC的专家与NASA和FAA的相关人员充沛沟通。”不过,这些只是暂时举措。从临时来看,美国政府该当推进受权零碎的古代化开展,并确定哪个机构最合适担任太空交通管理。现阶段,这个范畴存在多头管理的景象。
威登表示,传统来看,通讯卫星运转在间隔赤道3.6万公里的上空。在这个高度,卫星“简直永远停留在这里”。
对近地卫星来说,好音讯在于,即便没有被有意回收至空中,也会被自然缘由脱离轨道。威登指出:“近地轨道中存在大气阻力,因而随工夫推移,物领会分开轨道,重新进入大气层。”
不过坏音讯在于,“近地轨道上已有许多碎片”。“假如空间曾经很拥堵,那么你不会希望在这里再放上几千颗卫星。这里的碎片曾经十分多,假如你把碎片留在那里,等候自然消亡,那么能够需求几个世纪的工夫它们才会落地。”
依据国际规范,卫星该当在生命周期完毕后的25年里分开轨道。威登表示,他和其他专家都以为,25年的规范该当延长。由于这个规范是在21世纪初制定的,事先还没有人想到,卫星数量会少量增长。
他表示:“迷信家们越来越担忧,25年的规范还不够好。而除了这个25年的规范之外,目前对这方面成绩并没有其他管理规则。”
企业的太空渣滓方案
一个重要成绩在于,假如一颗卫星提早加入运转,那么应该怎样办。威登表示,OneWeb方案将卫星发射至约500公里地面的“暂时轨道”。假如这些卫星无法正常任务,那么可以绝对容易地停止检测,并回收至空中。
在1100公里的地面,“你不能够掏出信誉卡,雇团体用一辆拖车把坏掉的卫星拖回空中。”他表示。不过他也以为,这个成绩最终能失掉处理。关于回收损坏的卫星,一些公司已展开相关的研发任务。
SpaceX对FCC表示,将施行一项方案,使卫星在运用寿命接近序幕(大约5到7年)时有序脱离轨道。这一工夫远远短于国际规范。SpaceX的卫星“将经过推进式运动,进入一个废弃轨道。从这个轨道处,在使命完成的1年后,卫星将在约1年内重新进入大气层”。
这就是SpaceX关于1110公里至1325公里地面卫星的方案。
此外,对位于335公里至346公里地面的极低轨道卫星,SpaceX以为,正常的运转不会发生任何碎片。而假如这样的卫星出成绩,那么“大气阻力将确保,这些碎片会很快在大气层中崩溃,不会对太空活动形成进一步要挟。”
OneWeb则对FCC表示,其卫星的设计寿命至多为5年,而“义务完成后的处置操作估计将破费不到1年工夫”。OneWeb还表示,该公司卫星网络的设计能防止碰撞国际空间站和太空渣滓。OneWeb将“将活期自动筛查,该公司的卫星与‘结合太空运营中心’所发布目录中的其他太空物体能否会发作碰撞”。
那么,OneWeb的卫星击中其他物体,发生新太空渣滓的能够性有多大?
OneWeb表示:“OneWeb的卫星由于与小碎片碰撞而成为太空渣滓来源的风险曾经失掉评价,并契合NASA的技术规范。规范要求这样的概率小于0.01。”
波音对FCC表示,每颗卫星每年都需求停止3.3次的“防碰撞机动操作”,而波音卫星呈现成绩的概率不到1%:
“波音应用NASA“太空渣滓项目办公室”的碎片评价软件来计算,超越10厘米的太空渣滓碰撞出毛病卫星的能够性。在波音2056颗卫星中,假如有1%呈现成绩,那么据估量,这些有成绩卫星受影响的能够性为每年0.00268,或许说每10年不到2.7%。”
卫星宽带带来宏大潜力
对宽带网络的普及来说,近地轨道卫星能带来宏大的潜力。这种网络的时延与有线网络相似,因而绝对于传统卫星网络能带来速度更快、更流利的体验。这在乡村地域尤为重要,由于光纤网络提供商通常无法在这里建立古代化的根底设备。除了约25毫秒的低时延之外,SpaceX还表示,卫星将提供千兆的网速。
不过,完全的商业部署至多需求几年工夫,而在发射预备的进程中,太空碎片一定不会是个小成绩。
布克和萨利文对FCC表示:“我们对这些卫星网络的特殊潜力感到十分兴奋,它们将协助乡村地域和尚未失掉充沛效劳的美国人上网。但是,迅速采取举动,缓解越来越多卫星群互相碰撞的风险,关于确保太空环境的临时可继续开展来说至关重要。”(编译/陈桦)