spaceEndeavors Swirling分片:威胁未来空间

游动片段过去空间努力 被困环地球轨道 威胁我们在空间的未来随时间推移,这些碎片物体的数量、质量和面积稳定增长,增加对运行卫星的风险

欧空局空间碎片办公室持续监控这种不断变化的碎片状况,并每年发布一份关于当前状况的报告状态碎片环境.

自1957年空间时代开始以来,数吨火箭、航天器和仪器发射到空间初始时,并没有任何计划 处理他们的生死自那以来,数目持续增加,空间爆炸和碰撞制造数十万片危险碎片

造成当前空间碎片问题的最大因素是轨道爆炸,起因是机载航天器和火箭上的剩余能量-燃料-电池-尽管多年来一直在采取措施防止这种情况发生,但我们看到此类事件数目没有下降。面向任务结束处置的趋势正在改善,但速度缓慢,解释空间安全方案主管Holger Krag

空间交通量持续增加, 我们需要开发并提供技术 使碎片预防措施安全化 欧空局正通过空间安全程序 这样做并发监管者需要更密切地监控空间系统状况以及在其管辖范围内全球对碎片缓减的坚持性”。

现有国际准则和标准清楚说明我们如何能够实现空间的可持续使用:

• 设计火箭和航天器以尽量减少空间条件恶劣导致材料在发射和操作期间分离
• 通过释放存储能量来预防爆炸,即使用寿命结束时一次的“被动化”航天器
• 移出工作卫星之道 — — 通过脱轨或移入“牧场轨道 ”
• 通过谨慎选择轨道和进行“循环避免操作”防止空间碰撞

许多空间机构、私营公司和其他空间行为主体正在改变行为以遵守这些指南-但这还不够吗?

忧心潮流

我们制造越来越多的碎片

自空间时代开始以来,碎片物体数、合并质量和总面积持续增加大量航天器和火箭级分解进一步推波助澜。

空间碎片总面积很重要,因为它直接关联到我们期望未来发生多起碰撞照样,碎片和工作卫星相碰撞预测会超载爆炸,成为碎片的主要源头

碎片生成事件越来越常见

平均在过去20年中,每年12次意外分片都发生在空间里 — — 不幸的是这一趋势正在增加。碎片事件描述碎片因碰撞、爆炸、电问题产生时段,甚至仅仅因空间条件恶劣而分离物体时段

向好的一面

正在尝试遵守规则(尚不足)

虽然并非所有卫星目前都遵守国际准则,但越来越多的空间行为主体正试图坚持规则。近十年来,15-30%的物体或低地球轨道不达标的“负载”(不包括与载人空间飞行有关的航天器)试图遵守碎片缓减措施。5%至20%成功实现,2018年峰值为35%,原因是从Iridium星座主动脱轨

更多火箭安全处置

说到火箭,越来越多的人正持续处理40%至80%的低地球轨道不达标者本十年试图遵守碎片缓减措施总计30-70%自然不达标火箭成功清除低地球轨道

近十年发射的所有火箭中,60-80%(质量方面)坚持减缓措施低地球轨道上有些火箭自然腐烂地球大气层,但大量火箭返回地球大气层,要么烧焦或重入无人居住区自2017年以来约30%的火箭安全重入

这是非常好的消息火箭机体是我们寄送空间的最大物体之一,极有可能卷入灾难性碰撞。所有步骤确保它们不会在最大24小时发射后留在轨道上庆祝

更多卫星置入低空轨道,自然点燃

发射到低地球轨道保护区的量 — — 高度可达2千米 — — 正在发生重大变化,特别是由于小卫星和星座扩散。

约88%小有效载荷发射到这个区域自然会遵守空间碎片减缓措施,因为它们低海拔,即分解地球大气层

30-60%所有卫星质量(不包括载人空间飞行)估计出于同样原因遵守报废指南

加速向低地球轨道发射卫星在我们最新报告中清晰可见,

观察空间使用方式的根本改变继续从空间操作带来的科学、技术和数据中受益,关键是要在航天器设计和操作中更好地遵守现有的空间碎片缓减准则。无法再多加强调-这对空间的可持续使用至关紧要。”

高率对地静止轨道碎片缓减

发射到地球静止保护区35 586-35986千米高度的卫星遵守碎片缓减措施率非常高。85%至100%的寿命结束本十年试图遵守这些措施,其中60-90%成功实现。

地球同步轨道操作者有明显的商业兴趣保持路径不受失效卫星和碎片影响-不这样做会使其航天器和底线面临严重风险。

现在怎么办

系统分析空间变化行为时,当涉及到采取碎片缓减措施时,提供谨慎乐观的理由-十年前情况并非如此-

快速持续投资新技术消毒处理任务将使环境能够应对空间交通持续增加和复杂操作日新月异

我们必须视空间环境为共享有限自然资源持续生成空间碎片将导致克斯勒综合症,当低地球轨道物体密度高到物体和碎片相碰撞产生级联效果时,每一次碰撞产生碎片后都增加进一步碰撞的可能性。此时点 环游地球的某些轨道 将变得完全不适宜

欧空局正积极工作支持联合国和平利用外层空间委员会外层空间活动长期可持续性指南,包括资助世界首个清除轨道碎片任务,帮助创建国际空间可持续性评分并开发技术以自动避免碰撞并减少空间任务对环境的影响

更多了解欧空局空间碎片和清洁空间办公室,两者都属于空间安全方案的一部分,并了解该机构即将于2021年4月举行的关于空间碎片问题会议-世界最大空间碎片会议-