应对日益严重的空间碎片威胁需要更好的数据、创新和监管
2024-11-24 00:00:00 来源: SpaceNews.com

赫尔辛基--根据一个关于空间碎片问题的小组讨论,管理日益增长的空间碎片威胁需要更大的紧迫性,需要提高传感器能力、填补数据空白、经济激励措施和新技术。

11月20日,在不来梅举行的欧洲空间技术博览会上,与会者在题为“空间碎片减缓--空间垃圾的日益威胁”的小组讨论中表示,根据欧空局的模型,大约有100万个物体在地球轨道上运行,空间碎片是日益增长的空间经济面临的一个迫在眉睫的问题。

碎片的存在越来越多,再加上卫星和巨型星座计划的迅速扩张,增加了轨道作业的复杂性。这不仅给卫星带来风险,也给依赖卫星的全球经济和安全系统带来风险。

关键轨道频段,特别是近地轨道(LEO)的拥堵日益严重,导致避撞动作呈指数级增加。像SpaceX这样的公司运营着大型星座,每年进行数千次这样的演习。这些星座也在改变它们运行的环境。

“轨道提升在过去是小菜一碟,但现在我们的很多客户都在通过我们所说的星链墙过渡。因此,这真的是在丛林中航行。“葡萄牙空间交通管理初创公司Neurspace的商业总监托马斯·埃根韦勒说。运行中的Starlink卫星在550公里的高度运行。

与此同时,产生碎片的事件,如卫星和火箭级碎裂,继续加剧了这种情况。已经发生了五个碎片化事件-两个独立的Long March 6A upper stage events,一个Atlas V Centaur上一阶段解体,Resurs-P 1卫星爆炸和瓦解Intelsat-33e-自6月以来一直在发生。

越来越多的碎片和星座的扩散意味着准确跟踪碎片和发出警告的能力至关重要。准确和及时的数据是空间态势感知(SSA)的基础,但目前的能力存在重大差距。现有的传感器很难一致地检测到较小的物体,而且操作员之间的透明度和数据共享有限。

总部位于巴黎的Look Up Space的创始人兼首席技术官胡安·卡洛斯·多拉多·佩雷斯说:“我们需要足够灵敏的传感器来探测微小物体。”他说,这意味着对于LEO来说,这意味着几厘米大小的物体,而对于地球静止轨道来说,这意味着大约20厘米大小的物体。

“我们需要始终如一地观察,只是不能探测到它们,”佩雷斯说。他补充说,反应性和及时性也是关键。“从检测到需要数据的那一刻起,我们需要一段很短的时间来处理这些数据并提供信息,”佩雷斯说。

日期 对象名称 COSPAR ID 估计碎片数量
2024年6月26日 Resurs-P No.1 2013-030A 100+
2024年7月4日 Long March 6A upper stage 2024- 126 C 未知
2024年8月6日 Long March 6A upper stage 2024- 140 U 700–900
2024年9月6日 Atlas V Centaur upper stage 2018- 022 B 40+
2024年10月19日 Intelsat 33e 2016-053B ~500
2024年6月以来的主要轨道碎裂事件。

与此同时,管理太空的法律框架正在努力跟上轨道活动快速增长的步伐。

在监管方面,脱轨要求应该有五年的时间。欧洲创新理事会太空项目经理Stela Tkatchova认为,25年高得离谱。他指的是一般指导方针,即低轨航天器应在任务完成后最多25年内脱轨。

AstroScale商务总监安德鲁·法约拉(Andrew Faiola)表示,还需要鼓励在空间碎片方面采取积极行动。

法约拉说:“我们需要对负责任行为的激励,而不仅仅是对不良行为的惩罚。”关键的行动是改变规则。没有真正的合规义务,这确实需要一些监管,但它必须在我们看到以正确方式行事的激励而不是惩罚方面取得适当的平衡。

新出现的解决方案包括主动碎片清除(ADR)、空间交通管理的人工智能和自动化以及监管和标准。但空间碎片DAO的创始人、讨论主持人伊莎贝尔·米埃劳指出,商业案例也是创新者将技术带入空间经济的主要挑战之一。

根据Faiola的说法,碎片清除的商业案例不仅涉及收入,还涉及降低成本,例如延长卫星的运行寿命。他补充说,政府必须以身作则,通过投资这些服务来催化市场。

然而,随着碰撞警告的数量和对推进剂消耗动作的需求持续增长,延长卫星的寿命正变得更加具有挑战性。

当被问及未来需要什么来解决碎片问题时,Tkatchova表示,她希望看到使用太阳能来清除空间碎片,以及太阳能帆、动态绳索或无推进器推进技术,包括将再入大气层造成的大气污染降至最低的解决方案。

埃根韦勒说:“道路规则需要改进,以激励在太空中基本负责任的行为。”第二件事是,我们需要更多、更好的太空形势数据。第三件事是,如果你看看你家里的汽车,它们比我们航天器上的卫星具有更多的避撞智能,而这些卫星是数百万欧元的宇宙飞船。

佩雷斯同意,未来五年需要填补数据缺口,并解决技术、技术和监管方面的问题。

法约拉说,太空是一种看不见的基础设施,我们每天都在使用,但看不到。失去它可能会对我们的经济和安全造成毁灭性的影响。

这些讨论总体上表明,空间碎片管理不仅与技术有关,还需要在监管、创新和经济框架方面保持一致。

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