理论教育 低轨星座:监管和碎片的双重担忧

低轨星座:监管和碎片的双重担忧

时间:2023-05-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:与所有这些新的巨型低轨星座相关的不仅仅是市场方面的担忧。随着数以万计的新卫星被发射到近地轨道,政策方面的担忧肯定会增加。图2.4地球轨道上跟踪到的直径10 cm 以上的空间物体根据目前的预测,即使没有新增航天发射,平均每5~10年也将会发生一次卫星碰撞,产生大量新的碎片。对原生区域兴趣范围的不断扩大也引起了人们的担忧。

低轨星座:监管和碎片的双重担忧

与所有这些新的巨型低轨星座相关的不仅仅是市场方面的担忧。巨型低轨星座引发的空间交通管理和空间碎片相关的问题也亟须开展政策分析。目前,很多人认为,需要在国家或国际层面采取新的管制措施。

随着数以万计的新卫星被发射到近地轨道,政策方面的担忧肯定会增加。这些卫星将如何在寿命末期离轨? 如果像2009年和铱星卫星发生碰撞的俄罗斯失效卫星那样的报废卫星再次出现,后果会是什么? 如果出现这种情况,它会在这些新的卫星星座中引发一连串的碰撞吗? 如果所有计划的卫星都能发射,则在轨卫星的数量将增加10 倍以上。即便所有计划的卫星都有明确的方法进行星座控制、进行离轨操作,并避免干扰在轨的GEO 通信卫星,但是对于那些在太空中已经失控的卫星,特别是太阳同步轨道气象卫星集中的极轨区域现在已有许多在轨废弃卫星,这些区域也并没有采取防护措施。

图2.4所示为跟踪到的卫星和大型空间碎片的类型随时间的增长情况。图2.4显示有两次明显的碎片增加,一次是2007年中国击落了一颗报废的气象卫星; 另一次是2009年,一颗废弃的俄罗斯气象卫星与一颗正在运行的铱星发生碰撞。

图2.4 地球轨道上跟踪到的直径10 cm 以上的空间物体(图片由NASA 提供)

根据目前的预测,即使没有新增航天发射,平均每5~10年也将会发生一次卫星碰撞,产生大量新的碎片。欧洲航天局(European Space Agency,ESA)基于计算机模拟得出的结论,碰撞可能每五年发生一次;而美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)模型预测的碰撞频率略低。在德国法兰克福举行的空间碎片会议上,时任ESA 空间碎片负责人的Dr.Klinkrad 首次介绍了ESA 的研究结果。他说:“防止这种情况发生的唯一方法是移除碎片。等待的时间越长,就会越困难,代价也会越高。”[8](www.daowen.com)

空间碎片和空间交通管理是联合国和平利用外层空间委员会(U.N.Committee on the Peaceful Uses of Outer Space,COPUOS)的议题,也是外层空间活动长期可持续性工作组特别关注的热点问题。本书作者所著的《全球空间治理:一项国际研究》一书于2017年出版。该书包括2014—2017年间就若干关键的空间问题进行的一项国际研究的结果,并给出了针对这些问题采取的可能的行动。第13 和14 章特别讨论了空间交通管理问题,其中不仅包括地球轨道,也包括原生区域(Protozone)、空间碎片和在轨服务以及主动清除碎片[9]

这项研究建议联合国和平利用外层空间委员会和联合国国际民用航空组织(International Civil Aviation Organization,ICAO)制定一个框架,以便为地球轨道和原生区域实施空间交通管理制定国际准则。

这一过程必须同其成员国、有关实体和机构,诸如机构间空间碎片协调委员会(Inter-Agency Space Debris Coordination Committee,IADC)、安全世界基金会、国际空间安全促进协会(International Association for the Advancement of Space Safety,IAASS)和国际电信联盟(International Telecommunication Union,ITU)等组织合作协调开展。这一过程中最关键的是,在如何推进的问题上缺乏明确的国际协议。这或许需要制定一项新的国际条约,对1944年《芝加哥公约》(Chicago Convention)进行修订,或在联合国大会框架内就COPUOS 建议达成某种其他协议[10]

显然,需要建立一个新的全球认可的框架,促使从事空间活动的国家同意就空间交通管理(对地球轨道和临近空间)和主动清除空间碎片开展合作。这还可能需要对《责任公约》和其他国际条约(如国家、由国家颁发许可证的私人商业组织或指定的国际实体)的规定做出新的阐释。

上述计划将使运行卫星数量从目前约1 500 颗增加到1.5 万多颗,使轨道碰撞的风险日益增加,原生区域可能出现许多新活动,因此在这一区域采取行动更加重要。对原生区域兴趣范围的不断扩大也引起了人们的担忧。在该区域的国家和商业利益包括航天飞机的亚轨道飞行,高超声速运输飞机,高空通信、网络和遥感平台; 高空运载火箭和航天飞机的发射; 商业飞机飞行高度上方的机器人运输飞行和由电推进发射的可能的暗物质研究平台。

如果在所谓的“凯斯勒综合效应”所预测的灾难性事故或空间碎片失控大爆发成为现实之前,国际空间社会不尽快达成国际协议并积极采取行动,那将是非常不幸的。

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