观点:低地球轨道过于拥挤,这对我们所有人来说都是个问题
多年来,我听说有数以千计的卫星环绕地球,就像在热带度假或在夏天公园里困扰游客的那些无情的蚊群。但地球并没有在度假——它每天都在处理这个问题。而且情况比我想象的要复杂得多。
上周,联合国敦促公司和政府合作共同管理卫星。现在有超过14,000颗卫星——超过6,700颗属于埃隆·马斯克的Starlink——以及超过1.2亿片的太空垃圾在轨道上,而这个数字预计只会增加。同样在上周,多家欧洲航天公司——空中客车、泰雷兹以及莱昂纳多——宣布了一项新的合作伙伴关系,以更多的卫星和类似的服务与Starlink竞争。
虽然科技创新令人兴奋且越来越必要——卫星帮助我们全球通讯,使用GPS定位,预测天气,还能在偏远地区提供互联网连接,让我们观看电视节目——但近地轨道(LEO)变得太过拥挤了。
而这种情况的严重弊端在于,碰撞的风险正在增加,后果令人极度担忧。
现状
我们可能比我们认为的更依赖卫星。作为一个在任何城市中依赖Google地图来步行,或者依赖Waze独自驾驶的人,我现在完全赞同这个说法。
卫星在现代社会的影响巨大,政府和公司越来越依赖它。 意大利最近宣布与Starlink建立合作伙伴关系,以在偏远地区提供互联网服务,而 苹果计划明年为Apple Watch引入卫星连接,以便用户在没有互联网或蜂窝连接的情况下发送消息。每周都有关于新的卫星发射、服务或者这项技术的研究发展的新闻。
卫星可能会坠毁
从地面看卫星很困难,尤其是在光污染严重的大城市,但它们就在那里。我记得有一天晚上在智利北部的Elqui谷(一个世界级的观星旅游地)看到了几十颗卫星,但要理解这个现象,其实并不需要去清晰的天空观察,网上看其实更好,因为你可以获得更好的视角和理解问题的方式。
我最近发现了LeoLabs的交互式地图,它实时显示了轨道上的物体,比我在户外的有趣体验更加令人恐惧。LeoLab是一家专门追踪轨道物体的公司,他们提供最新的数据,让访客可以使用这个地图来放大和缩小,筛选和排序物体,以供教育和研究目的使用。
看到这张地图后,我们很容易会想到一个大问题:它们如何能在轨道中保持不碰撞呢?这要归功于惯性和重力——可能现在还得依赖于运气。卫星被战略性地放置在一个精确的速度,以便它们能够保持在自己的轨道路径,并且被多个组织监控和监视,但这些组织也很担忧。
这种恐惧是有道理的。专家们在过去的几年里记录了许多坠毁和危险情况,而且在此过程中面临了许多挑战。由人类和自然活动产生的太空垃圾——以及“死”卫星——许多在短短几年内就停止运行——都难以预测和控制。
科学记者玛丽娜·科伦为《大西洋月刊》写了一篇精彩的文章,该文发表于六月,解释了今年两颗重要的卫星——一颗来自俄罗斯,另一颗来自美国——几乎发生了碰撞。她采访了科学家,有几位专家坦言他们非常害怕。他们一致认为,如果这种事情发生,后果可能会是“灾难性的”,并且风险就在眼前。
如果更多的卫星发生碰撞,可能会发生很多事情。从失去我们的功能性智能手机,到无法刷卡支付,再到数百个航班被取消——还记得今年微软云的故障在全球机场间引发的混乱吗?嗯,就是那样的情况。在最坏的情况下,我们可能会面临凯斯勒综合症,这是一种假设的现象,其中卫星和碎片不断地碰撞,直到地球轨道对卫星技术变得不再适用。
我们不能修复它吗?
嗯,事情并非那么简单。设计一个所有国家和企业都可以同意并依赖的系统是一个巨大的挑战。不同的国家有自己的空间规则和法律,关于卫星位置的信息并不总是公开共享的。
根据WorldAtlas最近的数据,美国在轨道上的军事卫星数量达到了247颗的记录,其次是中国的157颗,以及俄罗斯的110颗。这些设备拥有强大的技术,如传感器和高分辨率相机,可以帮助进行通讯、精确定位和监控信息。你看到这三个国家分享他们的军事卫星真实数据了吗?我也没有!
公司也可能会犹豫是否公开他们的航天器的详细信息,因为这可能涉及到敏感的商业或安全数据。同意一套全球标准意味着需要把所有的参与者都带到同一张桌子前——考虑到今天的复杂政治环境,这几乎是一个乌托邦式的想法。
希望的迹象
但是,希望仍在。许多组织正在寻找解决LEO(低地轨道)交通拥堵以及减少太空垃圾的方法。LeoLab的雷达网络正在实时追踪卫星,并向各组织发出警报,他们正在与美国政府合作改进和发展他们的系统。
欧盟创建了一个太空交通管理计划,旨在通过国际协议、研究行动、可持续的规则和安全措施减少太空垃圾,以改善太空交通。欧洲航天局(ESA)也承诺到2030年实现‘零碎片方针’,使公司和政府负责处理他们的垃圾。
“我们的目标是制定出与地球上每个国家公园相当的规定——你带进来什么,离开时就必须带走什么,”欧洲航天局的网站如是说。
其他像是瑞士初创公司ClearSpace和日本的Astroscale正在开发“太空清理”任务,以清除碎片和废弃的卫星。但是这些方法费用高昂,需要燃料,而且还需要进行更多的太空旅行。作为一项太空业务,清洁服务仍处于非常早期的阶段。
为了实现我们星球轨道交通的平衡和可持续的系统,需要一系列策略、国际联盟,或许还需要一点运气。当前的倡议具有巨大的潜力,尽管我们离实现这一目标还有很远,但似乎只要坚持不懈,付出努力,提高意识,坚定决心,解决方案就在触手可及之处。
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