衛星在太空遭受撞擊,真是無處躲藏嗎?


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衛星在太空遭受撞擊,真是無處躲藏嗎?

美國太空軍下屬“第18空間控制中隊”(18 SPCS)3月19日在推特上公佈了一則消息,說美國NOAA-17號氣象衛星在軌道上發生了不明原因的解體,衛星變成16個碎片之後散佈在軌道上,暫時不會對“重要的空間資產”構成威脅。然而僅過了幾天,18 SPCS又發布了一個推文,說中國的雲海一號02星在3月18日也發生了解體,碎成了21塊!

美國太空軍兩條相關推文

這是件很蹊蹺的事情,考慮到美國太空軍近期十分活躍,它的X-37B自2020年5月17日發射升空之後一直沒回來,兩次衛星解體是意外還是有人故意為之?一時間眾說紛紜。

第18空間控制中隊是個什麼機構?它是一支空間監視部隊,負責對環繞地球軌道所有的航天器和太空垃圾進行24小時監控和分析、對航天器軌道關係進行聯動評估、保障飛船安全。換句話說就是太空中所有運動物體的軌道參數它都要掌握,那是誰的衛星、它什麼時間在什麼位置、我會不會撞到它,這些參數它都要知道。

美國太空軍監控空間物體

所以,儘管其它官方渠道尚未發布消息,18 SPCS在推特上公開的信息應該有些可信度。

NOAA-17號氣象衛星由美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)運營,在軌運行11年後因儀器失效,於2013年4月報廢。在退役前,地面控制系統向衛星發出指令,關閉了星上所有發動機、放空了氮氣、改變太陽能電池的角度讓它不對著太陽、最後切斷星上供電的電池。這意味著除非遭到外來撞擊,衛星自己不會發生爆炸。

報廢的NOAA-17重約1.5噸

與許多氣象衛星相似,NOAA-17是一顆太陽同步軌道衛星,它幾乎垂直於地球赤道面,近地點高度807公里、遠地點高度823公里,每101分鐘繞地球轉一圈。在這個高度空氣阻力極小,衛星失效後會很長時間保持高度。

中國的雲海一號02星是2019年9月25日由長征二號丁運載火箭發射升空的氣象衛星,由上海航天技術研究院(SAST)研製,主要用於空間、大氣和海洋環境探測、防災減災等科研工作,一年多來它一直在正常運行,軌道高度與美國NOAA-17比較接近。

兩顆衛星發射時的圖像

美國氣象衛星退役了整整8年,星上電池已經斷電,應該說不會自行解體;中國衛星剛服役一年多,各系統處於正常狀態,也不存在突然爆炸的可能。現在兩顆衛星先後解體,說明二者之間存在某種聯繫。那麼是因為NOAA-17號解體的碎片撞擊到了雲海一號02星,從而造成中國衛星解體嗎?這種可能性不能說沒有,兩顆衛星的軌道高度相近,雖並不處在同一個軌道面上,但碎片會沿著自己的軌道散開,有可能在某一時間與其它軌道衛星發生交會。

風雲一號C星碎片散佈在它原來的軌道上

如果NOAA-17星因為遭受了側向撞擊而解體,情況就會變得不同。由於撞擊動能方向與衛星運動方向不一致,就會導致衛星解體後的碎片脫離原先運動的軌道,很快偏移到其它軌道上去,從而導致別的衛星受害。 NOAA-17有16個大的碎片,還有沒有其它小碎片?這些小碎片的運動軌跡如何? 18 SPCS並沒有公佈。

風雲一號反衛星試驗動畫

2009年2月10日,美國銥星-33與俄羅斯報廢的通信衛星Kosmos-2251在789公里高度側向相撞,巨大的衝擊產生了數以萬計的碎片,至今依然有超過1500個碎片在太空中亂飛。 NOAA-17是否被它們撞擊,我們不得而知,或許中美兩顆衛星都是同一次撞擊事件的受害者。

銥星-33與Kosmos-2251相撞

有朋友猜測此次衛星解體事件是否由美國太空軍一手策劃製造,因為他們的X-37B空天飛行器OTV-6一直在太空飛行,如果它發射動能撞擊器就能輕易狙殺衛星,認為這顯然是一次不宣而戰的“太空暗戰”。

衛星遭動能撞擊模擬

從此前公開渠道信息看,X-37B升空後釋放了一枚名叫FalconSAT-8的衛星,衛星重136千克,星上攜帶5個實驗載荷,包括新型電磁推進系統、超材料天線和用於姿態控制的反作用輪,還有用於碳納米管和用於攝像的傳感器,也就是說這枚小衛星不是攻擊性武器。除此之外,X-37B還將執行兩項NASA關於新材料和太空育種的實驗任務,和一項太陽能轉換為微波能量傳輸回地面的試驗,執行任務的軌道高度為388~404公里、軌道傾角44.6度。要知道X-37B並不大,如果這些信息是可靠的,那麼它將不會有時間和內部空間另外發起衛星動能攻擊。

X-37B體積並不大

X-37B具備一定的軌道機動能力,它因此時常被描寫成一個太空幽靈、軌道殺手。然而在太空的軌道機動並不是我們想像的那樣想怎麼飛就怎麼飛。要從400公里軌道到達另一個800公里高軌道並且接近高速運動的衛星,其難度非常非常大,消耗的燃料也非常多。而在幾百千米之外向衛星發射動能武器並且一擊即中也不是件容易辦到的事情——除非它發射的是一種新型導彈。

太空已經非常擁擠

在地球周圍的太空中不只有幾千顆大大小小的衛星,由於多年來各種衛星失效、碰撞以及反衛星試驗造成了數以億計大大小小的碎片,其中大於1厘米的碎片就超過100萬個,這些太空垃圾全都以大約7.9公里/秒的速度亂竄,加上太空中還有不計其數的微隕石顆粒。因此誰家要想自己的衛星不被撞上是需要些運氣成分的,而一旦衛星遭到撞擊變成碎片,就可能引發連鎖反應,殃及其它衛星。

衛星碰撞後果嚴重

雲海一號02星被毀是否有人故意攻擊?我們不得而知,茫茫太空、事發突然,想取證實在是太難了,所以我猜測它會被當成一起偶發的意外事件冷處理。而要是這種事一而再再而三地發生,那就兩說了。