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新的评级系统可以阻止卫星运营商进入空间

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戮皇Blue  2019-5-8 01:33

随着航空航天公司发誓要在未来十年内用数以千计的新卫星填充地球轨道,业内专家表示,现在是时候对这些运营商进行评级,以确保他们将太空保持在一个安全和可持续的地方。评级系统可以使公司保持诚实,并确保地球轨道保持开放状态,并且不会因过多的卫星和碎片而陷入困境。


根据欧洲航天局的数据,目前在轨道上有近2000颗运行卫星,各机构正在追踪超过22,000块碎片。但像SpaceX,OneWeb和亚马逊这样的公司已经提议在太空中添加巨大的新卫星星座,数量达到数百或数千。随着围绕地球轨道运行的卫星数量的增加,这些车辆碰撞的风险也将不断上升。这些影响可能造成数百块碎片威胁到其他正常运作的航天器。

“这实际上是鼓励公司试图在他们表现得如何好的情况下相互击败。”

卫星运营商在建造和发射航天器时可采取某些措施,以减少碰撞的可能性。卫星设计,地球上空位置或任务计划的变化可能会影响其威胁其他航天器并在轨道上制造更多碎片的机会。现在,由麻省理工学院和欧洲航天局领导的两个专家小组计划组建一个独立的流程,评估运营商在创建星座时所做出的决策。这一概念被称为空间可持续性评级或SSR,旨在为将车辆送入太空的公司提供额外的问责制。“这实际上鼓励公司试图在他们的行为方式上相互击败,这样他们就可以建立自己的品牌,”Danielle Wood,边缘。

已经制定了旨在保持地球轨道清洁的法规。管理发射的美国政府机构,如联邦通信委员会,考虑卫星在允许飞行之前如何影响太空环境。在20世纪90年代,美国政府为运营商制定了指导方针和最佳实践,旨在降低空间碎片的风险。联合国对美国采用了类似的标准,而其他国家则制定了自己的指导方针。

但世界经济论坛是一个旨在改善“世界状况”的国际非营利组织,它认为需要建立一个并行的太空公司治理体系,这个体系由行业驱动,需要采取自愿行动。这促使世界经济论坛选择麻省理工学院和欧空局的团队来发展SSR。这些团队尚未提出评级的具体细节,但将在接下来的几年中确定基础知识。

评级的一个重要方面是公司遵守现行标准。“我们要问的部分问题是:卫星运营商选择遵守这些规则或指南中的一套吗?”伍德说。这些标准的很大一部分围绕卫星的寿命,要求运营商最终将其卫星带出轨道。美国呼吁在25年内安全处置卫星。这或者意味着将卫星靠近地球,它被重力拖拽并在大气中燃烧,或者将卫星放入“墓地轨道” - 一个没有活跃卫星使用的空间区域。

太空足迹将考虑像卫星轨道这样的东西

SSR将考虑公司如何摆脱其卫星,但它也将考虑航天器的所有物理特性,这可能使车辆更加危险。麻省理工学院团队的合作伙伴之一Moriba Jah称之为“太空足迹” - 这与地球上碳足迹的概念类似。“任何物体 - 无论是死还是活 - 都会对太空中任何其他物体的安全性和可持续性构成负担,”德克萨斯大学航空航天工程教授Jah专门研究太空跟踪,他告诉The Verge。

例如,太空足迹会考虑像卫星轨道这样的东西。“有些轨道非常稀疏,周围没有别的东西,”Jah说。“和其他轨道区域有许多其他物体共用同一种太空高速公路。”在赤道上方22,000英里处有一个轨道,称为地球静止带,这是一个非常受欢迎的通信卫星,而轨道在250到500之间向上英里也挤满了地球观测卫星。处于这些更拥挤的轨道之一的卫星将比孤独轨道中的卫星更大。


航天器的可操作性也很重要:它是否有推进器可以避免碰撞?它可以快速移开吗?Jah说,这些问题的答案都会影响到足迹得分。如何构建卫星也将被考虑在内。如果它能够承受极端温度和振动,它就不太可能分崩离析并产生碎片。这可能意味着更低的足迹。

麻省理工学院和欧洲航天局的团队需要确定每个卫星特性的重量。为了获得他们需要的所有信息,团队计划使用公司在其航天器的许可证申请上共享的公开数据。例如,这些包括卫星将要进入的轨道以及处置计划。伍德说,这些团队也可能会开发调查问卷,运营商可以填写他们的航天器。“他们可以选择分享什么,不分享什么,”她说。“他们必须做出选择:我宁愿获得更好的评级或隐藏信息,基本上。”

一旦确定了评级系统,团队将提出一种算法,评估卫星或星座如何影响太空中的其他车辆。并且有可能在所有这一切都完成后,一个新的实体,也许是非营利组织,将负责监督这些分数。“我们在这里帮助设计操作,我们必须在设计过程中决定实际执行它的实体,”Wood说。

“近地空间确实需要环境保护。”

伍德将此工具视为公司和运营商通过获得良好的SSR分数来提升其形象的一种方式。对于确保航天器的公司而言,这也是有用的,因为SSR可以成为评估卫星责任的良好指南。

但最重要的是,目标是提出另一种方法来保持地球轨道运转。如果太多的碰撞和碎片堵塞空间,某些轨道可能变得无法使用。这意味着我们可能会失去某些依赖卫星的能力,从卫星电视和通信到地球观测和空间研究。这是Jah和Wood正在研究SSR的一个主要原因,因为它将提供另一种保护空间的方式,就像它是一个生态系统一样。

“近地空间确实需要环境保护,”Jah说。“这不一定像气候变化那样,但它是一个全球性的公地,如果我们不采取行动,可能会遭受公地悲剧。”


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