美官員談論俄羅斯反衛星武器試驗及未來需要做什麼

當地時間2021年11月15日,美國官員宣布,他們在地球附近的軌道上檢測到一個危險的新碎片場。當天晚些時候,據證實,俄羅斯在一次反衛星武器的測試中摧毀了它的一顆舊衛星。

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Wendy Whitman Cobb是一名空間安全研究員。她解釋了這些武器是什麼以及為什麼它們產生的碎片是一個問題–現在和將來都是如此。

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反衛星武器–通常被稱為ASATs–是任何能暫時損害或永久摧毀軌道衛星的武器。俄羅斯剛剛測試的這種武器被稱為直接上升式動能反衛星武器。這些武器通常從地面或飛機的機翼上發射,然後通過高速撞向衛星來摧毀它們。

另外一種類似的武器類型–被稱為同軌反衛星武器–會先被發射到軌道上,然後改變方向以在空間跟目標衛星相撞。

第三種類型–非動能反衛星武器使用激光等技術來破壞衛星,而不跟它們發生物理碰撞。

自20世紀60年代以來,空間機構一直在開發和測試反衛星武器。迄今為止,美國、俄羅斯等過已經展示了攻擊在軌衛星的能力,這些衛星支持GPS、通信和天氣預報等服務。

為什麼碎片是一個問題?

不管是什麼原因,空間碎片是一個嚴重的問題。

雖然較大的碎片更容易追蹤和避免,但要追蹤小於4英寸(10厘米)的碎片就很難了。不過即使是小碎片也能構成重大威脅。空間碎片通常以超17000英里/小時的速度圍繞地球飛行。在這種速度下,碎片可以摧毀任何與之相撞的航天器或衛星。在20世紀80年代,一顆蘇聯衛星因疑似碎片撞擊而解體。

更令人擔憂的是碎片對載人航天任務構成的危險。2021年7月,ISS的一個機械臂被一塊碎片擊中,將機械臂的一部分打出一個0.2英寸(0.5厘米)的洞。這一損壞不需要修復,但官員們認為這源於這是一次幸運的撞擊–如果它撞擊了空間站的另一個部分情況可能會更糟。

空間碎片對地球上的人也是一個重大威脅。衛星通過GPS、通信和氣象數據在全球經濟中發揮着重要作用。如果像這樣的服務被中斷,就會有巨大的經濟損失。一項研究發現,GPS的中斷可能使美國每天損失高達10億美元。

目前有數以千計的太空垃圾在地球上盤旋,其來源多種多樣–包括舊的火箭體、死亡的衛星、以前的碰撞和測試產生的碎片以及宇航員丟失的物品。問題是–就像環境一樣–個別國家幾乎沒有動力去避免產生碎片或清理它。

隨着時間的推移,空間碎片的數量只會增加。多年來,科學家們一直在警告發生碰撞級聯的可能性。隨着碎片數量的增加,它跟其他衛星和碎片之間發生碰撞的機會也在增加。然後,更多的碰撞可能會使某些軌道完全無法使用。雖然這可能需要幾十年的時間,但像俄羅斯試驗這樣的事件只會使這種結果更有可能發生。

現在該怎麼做?

在短期內,幾乎無法緩解這一新的空間碎片雲,但任何在太空中有任何東西的人都在高度警惕以避開它。

美國政府和商業公司正在跟蹤新的碎片,ISS的工作人員已經被命令在繼續通過碎片雲時保持某些模塊的關閉。隨着新碎片的擴散和碎片的追蹤,空間站控制人員將更好地了解對船員造成的危險。

從長遠來看,專家們建議努力制定全球解決方案來清除碎片。這包括採取措施,首先防止碎片並清除已經在太空中的碎片。一些政府和國際組織已經提出了防止新碎片的方法,但這些都是非正式的,並沒有法律約束力。

補救是一個更艱難的挑戰。清除碎片的技術尚未完全開發,但即使如此,其部署仍是一個敏感的話題。可能用於清除一塊空間垃圾的技術也可能用於攻擊衛星。這種雙重用途的技術帶來了挑戰,因為它可能引起人們的懷疑,即各國在清除碎片的掩護下測試反衛星武器。

儘管有這些困難,國際上越來越多地認識到,空間碎片是一個危險的問題。一個私營公司聯盟最近創建了《凈零空間憲章(Net Zero Space charter)》以減少碎片,美國太空部隊也在尋找應對這一問題的方法。雖然世界仍沒有充分了解俄羅斯的行動,但這一事件喚醒了人們對努力減少地球軌道污染的重要性。

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