新型雷达阵列跟踪太空碎片 防止轨道垃圾失控

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跟踪空间碎片的新雷达阵列“实时数据,以避免空间设备和空间碎片之间的碰撞,防止轨道碎片失控”新西兰将发射首个跟踪空间碎片的商业系统。该系统由一个新的雷达阵列组成,它将跟踪大约250,000个高速环绕地球的小物体。这些碎片直径只有2厘米,可能威胁卫星和宇航员。

该系统由LeoLabs运行,LeoLabs将新雷达阵列添加到更大的雷达网络中,以提供低地球轨道物体的实时数据。这些数据可以帮助卫星运营商和政府机构的空间设备避免与空间碎片的灾难性碰撞,并帮助防止轨道碎片失控。《文广日报》全媒体记者文君华在新西兰南岛奥塔哥中部内斯比附近的一个农场编译了“直径2厘米的空间碎片监测”雷达系统,每天监测数万颗空间碎片,以防止许多卫星在太空中意外碰撞。

作为下一代LeoLabs观测和跟踪系统中第一个跟踪空间碎片的商用雷达系统,它可以监测直径小到2厘米的空间碎片。

“没有人告诉你碎片在哪里,以及撞击卫星的可能性有多大。所以我们想创造这种服务。如果你被太空碎片击中,你的卫星将会粉碎。此外,不仅你的卫星消失了,类似的碰撞也会产生一堆空间碎片,威胁到其他卫星。”莱奥实验室(LeoLabs)联合创始人兼首席执行官Siple Lai表示。

如果太空垃圾越来越多,灾难性的碰撞链可能会失去控制。这种可能性被称为凯斯勒事件。

唐纳德凯斯勒曾经在美国宇航局约翰逊航天中心工作。他认为,理论上,一次碰撞会产生并传播碎片,然后引发另一次碰撞,这将产生更多碎片并导致一系列碰撞。最后,地球周围的空间将被废墟包围。尽管凯斯勒事件的风险很低,但每次大碰撞都会导致低地球轨道环境的巨大变化凯斯勒说。

盾牌只能承受1厘米以下物体的冲击。

2009年,一艘美国航天器和一艘俄罗斯航天器之间的意外碰撞使低地球轨道上的大型碎片数量增加了约70%。"这次碰撞的结果是,现在在低地球轨道上形成了一条碎片带."思珀莱说。

美国国家航空航天局可以为航天器配备碎片防护罩,但这些防护罩只能承受1厘米以下物体的撞击。因此,数百万颗较大的空间碎片仍然对空间设备和人员构成持续威胁。

据报道,美国国家航空航天局已经与美国国防部合作,追踪一些危险的空间碎片并绘制其轨道图,以便卫星能够围绕空间碎片移动。但到目前为止,该系统还无法追踪任何小于10厘米的碎片。

这就是LeoLabs想要解决的问题。在过去的几年里,私人卫星运营商和太空探索技术公司(SpaceX)等火箭公司的爆炸性增长创造了对轨道碎片数据的新需求。莱奥实验室(LeoLabs)将最新安装在新西兰的多维空间雷达添加到公司原有的雷达阵列中,以满足上述要求。

多维空间雷达可以跟踪小于10厘米的物体。"雷达向空中发射无线电脉冲,然后监听卫星和空间碎片的回波."“这有点像蝙蝠和回声定位。他们发出轻微的唧唧声。我们使用雷达波的啁啾,”西珀莱说。

据报道,多维空间雷达采用了一种新颖的设计。数百个相同的发射器和接收器排成一长串,发送精确定时的信号,并一起跟踪地球上物体的运动。这种设计使雷达系统对小物体非常敏感,其高频能探测到2厘米宽的物体。

目前,LeoLabs计划再建造三个这样的雷达阵列来跟踪微小的空间物体。接下来,该公司希望在赤道附近放置一个雷达阵列,在地球两极附近放置两个。“更好地跟踪空间碎片和减少空间碰撞次数是我们关注的事情。”思珀莱说。

据报道,欧洲航天局已经设计了一项空间碎片清除任务,计划捕获一颗报废的卫星,并将其拖入地球大气层烧掉;私营公司也在探索大规模清除空间碎片的类似概念。Siple Lai希望公司的数据能够帮助“牵引卫星”在未来清理太空碎片。

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地球上有超过1亿块太空垃圾,包括废弃卫星、解体飞船和其他太空任务的垃圾。碎片在160到2000公里的低地球轨道上运行,大多数人造空间物体聚集在那里,包括国际空间站和数千颗卫星。

大块碎片以每小时超过公里的速度环绕地球,大约是子弹速度的10倍。这是对任何卫星或宇宙飞船的威胁。此外,每次碰撞都会使问题变得更糟,因为每次碰撞都会将卫星分割成更小的碎片。