专家：铱星若停摆将可能会造成空缺 会影响通信

　　数百万太空垃圾包围地球

　　近地轨道已成垃圾场

　　□晚报记者 朱静远 报道

　　地球的大气和海洋正因堆积如山的垃圾而遭受严重污染，而欧洲航天局控制中心发布的一组最新电脑照片显示，地球上空已成了一个垃圾场，这一现象可能引发更多灾难性后果。

　　按照火箭科学家专业的说法，它们被称为 “轨道碎片”，不过一般人都将其称为 “太空垃圾”。如今，太空垃圾日益成为人类面临的一个难题。

　　在这里，数百颗卫星、一个国际空间站、一个太空望远镜、大量行星间探测器正在运行，另外俄罗斯 “联盟”号飞船和美国航天飞机也偶尔前来凑热闹。不时飞过的太空垃圾无疑对这些航天器和宇航员的安全构成了严重威胁。

　　这些垃圾在地球上空构成了独特的环状物和球体。大多数太空垃圾都靠近地面，即处于距地面200至300英里的低地轨道，对宇航员和他们的航天器安全构成了致命威胁。构成这些碎片的东西是，废弃的航天器和报废卫星，火箭外包装，碰撞和对接期间产生的金属片，螺母和螺栓，不慎丢弃的工具，大块冰冻火箭燃料，以及从载人飞船上扔下的宇航员排泄物。 1965年，在美国宇航员第一次太空行走期间，“双子星4”号飞船宇航员埃德华·怀特丢失一副手套。在随后一个月中，手套以时速1.75万英里在太空飞行，成为有史以来最为危险的服装用品，直至它几个月后在地球大气层化为灰烬。

　　美宇航局和其他机构逐渐地将部分太空垃圾编成目录。美国雷达可以跟踪到小到直径十分之一英寸的物体。太空垃圾之所以受到如此重视，是因为它们严重威胁着宇航员和航天器安全。即便是个头最小的螺母或螺钉与实施太空行走的宇航员相撞，宇航员会立时毙命。无论航天飞机何时出现在轨道，监控网络都会定期检查已知轨道碎片飞行轨道，以确定是否可能发生近距离接触。如果另一件物体在距航天飞机几英里处飞行，一旦撞击的概率超过万分之一，地面控制中心就会下达命令，让航天飞机远离这个物体。这种情况很罕见，一两年发生一次。

　　太空垃圾和运行航天器之间的破坏性撞击向来极为罕见，因为现代航天器装备有防护屏，能够使直径达到半英寸的物体撞击方向发生偏转。但最终这种惨剧还是发生了。

　　北大焦维新教授解读相撞事件——

　　相撞产生轨道碎片将威胁其他卫星

　　■问题一：为什么会相撞？

　　卫星有各自的轨道，虽然现在卫星比较多了，但是太空也是非常大的。为什么原来各走各的道现在撞到一起呢？焦教授表示，卫星的轨道不是固定不变的，它要受到各种因素的影响，一种影响就是大气层这个阻力，虽然在700多公里的高度大气非常稀薄，但是对它还是有一定的影响，当然这种影响可能需要有一个长期的积累过程，才对轨道比如高度、倾角有个变化，这是一个因素。还有，地球它并不是一个理想的球体，就是说它实际上是一个椭球，原来考虑的轨道如果真正是一个完好的球体的话，如果不考虑大气的阻力，轨道应该不会变化的。但因为它不是一个完好的球体，那么对地球施加给卫星的这个力就不是一个简单直线的力，还受到一些复杂的力矩等等的影响。在这样作用的因素下，它这个轨道的倾角，轨道的高度都会发生变化，但这个变化比较缓慢，但时间积累到一定程度以后就变化比较大。所以就导致两颗卫星发生相撞，但这种情况应当说概率是非常低的。

　　而目前相撞的这两颗卫星，一个是1997年发射的，一个是1993年发射的，所以运行的时间比较长了，它的轨道在地球，一个是大气的阻力，再一个就是地球由于是非理想球体这样一个作用下，轨道长期的演变，演变成这样一个灾难的事故。

　　■问题二：相撞的是两颗怎样的卫星？

　　焦教授介绍说，美国的卫星是在轨的铱星，被叫做移动通讯的系统，像手机啊，都靠这个移动通讯系统，因为通信卫星有这么几种形式，一种像地球同步轨道卫星，一般在赤道上空36000公里高度，这个卫星相对地面是固定不动的，但缺点是必须得有大的接收天线才能够运行。要跟低轨道卫星通信就有这个问题，这个卫星经过地球上空很快就过去了，你怎么跟卫星建立这个通信联系呢？人们就设想建立了星座，因为铱星系统是由66颗卫星构成的，比如在北京上空，现在跟一颗卫星联系了，它很快就穿过这个通信的覆盖范围，但是它过去以后又来一颗，所以这一个个交替着，由于这些星座保证在同一个地区的上空都有卫星在工作。

　　这次铱星系统其中有一个被撞坏了，就造成了空缺，因为原来比如说轨道高度是一样的，但是间隔它是设计好的，就相当于中间这颗没有了，所以就可能会造成空缺。现在如果要想保证通信的正常进行，就得做一些轨道调整，比如把附近的卫星做一个轨道机动，让它补这个空缺，因为整个卫星系统它是有备份的，不是说就这几个卫星，备份的卫星让它做一些轨道机动，来补这个空缺，所以这样的话很快就弥补上这个损失。这个时间估计不会太长。

　　俄罗斯的这颗卫星有几个大的系列，其中宇宙系列的特别庞大，已经编号好几千个了，所以它对外也不报道，这里边有民营的卫星，有军事卫星，所以具体它是做什么用的不清楚。

　　■问题三：相撞造成什么影响？

　　这次相撞应当还会产生大量的空间碎片，美国的《太空网》报道，说这次可能会产生500多颗碎片，但据焦教授估计，实际产生的数量可能更大。

　　至于它的危险，造成的后果其中有两方面，一是铱星，这个通信受到影响，它得做一些轨道调整，把这些备份卫星来补这个空缺，这是马上就要看到的影响；第二个影响，就是它所产生的轨道碎片对其他卫星的威胁。因为很多人关注，比如说对国际空间站会不会有影响，假如说我们过一、两年，大概2010年左右发射天空实验室，对我们这个有没有影响，应该说这个影响确实比较小。为什么呢？因为它从790公里的高度要演变到300多公里需要好多年时间，因为在700多公里的高度空气是非常非常稀薄的，所以这个碎片的轨道衰减，这个时间非常长，这是一点。

　　因为载人航天的轨道都比较低，一般都在340、350公里的高度，但是在790公里的高度各种应用卫星数量非常多，应用卫星包括移动卫星通信，包括摇感卫星等等。美国的《太空网》没有提到对这些卫星的影响，焦教授认为，在一个比较短的时间内它不会对国际空间站造成影响，但可能对这些应用卫星造成影响。因为它轨道就在这个高度，另外在这个轨道高度上卫星的数量，就是在轨运行的卫星数量比较大。

　　■问题四：如何预防相撞事故？

　　焦教授认为，首先就是要有观测设备，目前地面有两种方法，一种是光学望远镜，再一个，主要的手段其实还是雷达。光学望远镜的限制在于，一般就是十厘米以上能观察到，太小的可能观察不到。所以现在最可靠的方法，就是对大的碎片进行观测，然后对它的轨道情况，就是准确的测量出它的轨道，建立一些模式，根据这个模式来推断经过多长时间以后它的轨道会变化到什么程度，应当让全世界有关国家都知道这个情况。

　　目前还没有听说哪颗卫星比如说遇到一个大的碎片，做一个轨道机动，还没有见到这样的报道，但是对载人航天来讲必须得实时监测。比如中国的神舟系列飞船发射之前，就要对预定轨道高度上的太空碎片，它的大碎片分布情况要做出判断，在轨道周围有哪些大的碎片，这些轨道碎片将会以什么样的规律变化，上天以后同样进行观测，像国际空间站一直在太空长时间的运行，所以它如果发现了哪个太空碎片在短的时间内演变可能对它有危险的话，它就得做一些轨道机动。现在只能采取这种办法。载人航天的话，因为有人操作，轨道机动比较容易。