太空垃圾分類勢在必行
數以千計的衛星將很快繞地球執行,我們需要采取措施阻止太空墜落事件
天空中的擁堵(圖片來源:Shutterstock/奧索裏奧藝術家)
近年來,衛星變得更小、更便宜,更容易用現成的商用零件制造。有些甚至只有一克的重量。這意味著有更多的機構有能力將它們送入軌域。現在,衛星營運商已經開始將小衛星組發射到地球軌域上,這些小衛星組由數百甚至數千顆小型衛星組成。
相比於一顆大型衛星,小衛星組可以一次覆蓋整個地球。民用、軍用和私人營運商越來越多地使用衛星組來實作對地球的全球和連續覆蓋。衛星組可以提供多種功能,包括氣候監測、災害管理或衛星寬頻等數碼連線。
但是采用小型衛星覆蓋整個星球,需要數量的足夠多。最重要的是,它們必須繞近地球表面的軌域執行,以減少覆蓋中斷和通訊延遲。這意味著它們占據了大量低地球軌域的空間區域,即地球表面上方100至2000公裏的空間。
將這麽多衛星送入軌域存在許多問題,如太空垃圾的產生、阻礙我們對夜空的視野等。但這一轉變也是太空治理的挑戰和契機。
如今,在環繞地球的軌域上有近3000顆活躍的衛星,這將在未來幾年內升空。例如,歐盟委員會最近宣布計劃將數千顆衛星發射到地球軌域上,這將小衛星組的發射清單又拉長了一頁。
星鏈是迄今為止最大的小衛星組。(圖片來源:SpaceX)
世界各地的公司和政府繼續追求小衛星組的建造,也增加了太空治理的負擔。在制定新太空治理條例時,需要考慮一些重要問題。
1。定義
衛星發射須以1967年【太空條約】的原則為指導,獲得國家一級發射特許證。雖然條約中沒有小衛星組的術語,但它們與所有其他衛星一樣,被視為空間物體。
由於程式和法規因國家而異,因此面臨的挑戰是如何在不造成空間碎片的情況下管理小衛星組。這一議題必須在國際層面上進行探討。
然而,目前還沒有關於小衛星組的法律約束力定義,也沒有關於新術語「小衛星組」的定義。究竟多少顆衛星算是小衛星組呢?每個國家都可能會有不同的解釋。透過國際明確這一定義,可以為制定專門針對小衛星組的準則鋪平道路,將有助於安全和可持續地利用低地球軌域。
2。擁堵
低地球軌域上的大多數衛星都在海拔600至800公裏之間執行。這被認為是一個擁擠的地區,因為那裏已經有很多衛星。小型衛星的壽命比較大衛星的短,後者通常在低地球軌域上執行。
然而,如果衛星在海拔約750公裏處,透過重新進入大氣層並燃燒的方式進行廢棄,仍需要大約150年的時間才能完全消除。這其中有些透過人工控制有目的性地移除,而另一些則被設計成以不受控制的方式下降。衛星和小行星組營運商必須考慮如何在常規程式之外減少這些衛星造成的碎片,以保持低地球軌域的可持續利用。
鑒於目前計劃的小衛星組數量,低地球軌域的空間很容易成為一種有限的資源。
3。無線電頻譜
為了進行通訊,衛星使用無線電頻譜。隨著小衛星組的增加,營運商有可能需要「倉儲」無線電頻率,在實際需要之前儲存它們。
為了防止這種情況發生,聯合國一個負責衛星無線電頻譜使用的專門機構最近更新了其管理框架,將這一問題與其他空間監管分開處理。小衛星組將被放在一個靈活的時間表上,只允許使用當前需要的頻率。
4。防撞與跟蹤
如果低地球軌域變得過於擁擠,衛星和小衛星組的碰撞將很難避免。2019年9月,歐洲航天局不得不在其一顆衛星上發射助推器,以使其脫離另一顆衛星,否則兩者就會相撞。
隨著軌域變得更加擁擠,可能需要更多的防撞演習和衛星營運商之間更好的通訊。
各個國家,尤其是美國,都在努力進行衛星追蹤和避免碰撞演習。系統會提醒衛星操作員註意潛在的碰撞路徑,並允許其在可能的情況下進行航向校正。
未來的方向
如果各個國家都能這樣做,未來在聯合國討論小衛星組的管理將成為可能。雖然委員會的工作可能很慢而且政治性很強,但國際準則以及國家特許程式需要增加對小衛星組的管理。
近地軌域上的衛星和小衛星組對社會經濟和環境目標的好處是巨大的。正因為如此,星座的數量很可能在不久的將來繼續增加。為了避免出現問題,應該在國際範圍內明確管理小衛星組的規則和定義。
BY:Lauren Napier
FY:董美慧
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