揭秘:宇宙巨无霸解体之谜,太空卫星为何突然破碎?

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一颗大型通信卫星在轨道上解体,影响了欧洲、中非、中东、亚洲和澳大利亚的用户,并增加了我们星球附近不断增长的太空垃圾群。

国际通信卫星组织(Intelsat)33e卫星位于地球静止轨道上,从印度洋上空约35000公里处提供宽带通信服务。

揭秘:宇宙巨无霸解体之谜,太空卫星为何突然破碎?

10月20日的初步报告显示,Intelsat 33e突然断电。几小时后,美国太空部队证实,这颗卫星似乎已经分裂成至少20块碎片。

那么发生了什么?随着越来越多的卫星进入轨道,这是否预示着即将发生的事情?

一部太空侦探小说

目前还没有关于国际通信卫星33e解体原因的确切报道。然而,这并不是此类事件的第一次。

在过去,我们已经看到了故意破坏卫星、意外碰撞以及由于太阳活动增加而失去卫星的情况。

我们所知道的是,国际通信卫星33e在轨道上有问题的历史。该卫星由波音公司设计制造,于2016年8月发射。

2017年,由于控制其高度和加速度的主推进器出现问题,这颗卫星比预期晚了三个月到达预定轨道。

当卫星执行一种称为“站保持活动”的操作时,出现了更多的推进问题,该操作将卫星保持在正确的高度。它燃烧的燃料比预期的要多,这意味着它的任务将在2027年提前3.5年结束。由于这些问题,国际通信卫星组织提出了7800万美元的保险索赔。

然而,据报道,这颗卫星在解体时没有投保。

国际通信卫星组织正在调查出了什么问题,但我们可能永远无法确切知道是什么导致卫星碎片。我们确实知道另一颗相同型号的国际通信卫星,波音公司制造的EpicNG 702 MP,在2019年失败了。

更重要的是,我们可以从解体的后果中吸取教训:太空垃圾。

30头太空垃圾蓝鲸

地球轨道上的碎片数量正在迅速增加。欧洲航天局(ESA)估计,轨道上有超过40000个大于10厘米的碎片,超过1.3亿个小于1厘米的碎片。

地球轨道上的人造太空物体的总质量约为13000吨。这大约相当于90头成年雄性蓝鲸的重量。大约三分之一的质量是碎片(4300吨),大部分是剩余的火箭体。

跟踪和识别空间碎片是一项具有挑战性的任务。在更高的高度,比如国际通信卫星33e的轨道大约在35000公里高,我们只能看到一定大小以上的物体。

关于国际通信卫星33e的损失,最令人担忧的事情之一是,解体产生的碎片可能太小,我们无法用现有的设备从地面上看到。

过去几个月发生了一系列轨道上退役和废弃物体失控解体的事件。

今年6月,RESURS-P1卫星在近地轨道(高度约470公里)断裂,产生了100多块可追踪的碎片。这一事件也可能产生了更多太小而无法追踪的碎片。

7月,另一颗退役卫星——国防气象卫星计划(DMSP)5d-2f8航天器——解体。今年8月,长征6A(CZ-6A)火箭的上一级破裂,产生了至少283块可追踪的碎片,可能还有数十万块无法追踪的碎片。

目前尚不清楚这一最新事件是否会影响轨道上的其他物体。这就是持续监测天空变得至关重要的地方,以了解这些复杂的空间碎片环境。

谁该对此负责?

当太空碎片产生时,谁负责清理或监控它?

原则上,发射物体进入太空的国家在可以证明错误的情况下负有责任。1972年《空间物体造成损害的国际责任公约》对此进行了探讨。

在实践中,很少有人问责。美国联邦通信委员会于2023年发布了第一份关于太空碎片的罚款。

目前尚不清楚国际通信卫星33e是否会被处以类似的罚款。

展望未来

随着人类对太空的利用加速,地球轨道变得越来越拥挤。为了管理轨道碎片的危害,我们需要持续监测和改进跟踪技术,同时有意识地努力减少碎片的数量。

大多数卫星比国际通信卫星33e离地球近得多。通常情况下,这些低地球轨道卫星可以在任务结束时安全地从轨道上(或“脱离轨道”)带下来,而不会产生空间碎片,特别是在有一点前瞻性规划的情况下。

今年9月,欧洲航天局的Cluster 2“Salsa”卫星脱离轨道,重新进入地球大气层,燃烧殆尽。

当然,太空物体越大,产生的碎片就越多。例如,美国宇航局轨道碎片计划办公室计算出,如果国际空间站在轨道上解体,将产生超过2.2亿个碎片碎片。因此,该空间站(ISS)在2030年运营寿命结束时脱轨的计划目前正在顺利进行中,合同已授予SpaceX。

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