中国北京时间2月26日零晨1:12(当地时间2月25日中午12:12),SpaceX的猎鹰9号火箭发动机将又一组星链卫星发送火箭升空,50颗星链卫星被送进315公里高的轨道。
SpaceX已经寻找美国通讯联合会(Federal Communications Commission,FCC)的批准,将高达30000颗下一代星链卫星送进轨道,这引起了一些抵制和指责。美国航空航天局(NASA)在2月8日的一封信中,简述了其对SpaceX建议的忧虑,例如这一举动或提升星链卫星与别的太空物件之相碰的几率,也有可能影响到别的卫星和路面科学合理。
为回复这种抵制和指责,SpaceX于2月22日在官方网站公布了《SpaceX的太空可持续和安全系数方式》(SPACEX'S APPROACH TO SPACE SUSTAINABILITY AND SAFETY)一文,全文翻译如下所示:
图片出处:SpaceX
SpaceX的创立是为了更好地改变太空技术性,让性命扩展到大量大行星上来。SpaceX是尖端技术的发送服务提供商,并骄傲地变成了第一家运输航天员前去和离去国际空间站的私营企业企业,及其第一家也是当前唯一一家进行全员用载客轨道每日任务的企业。因而,SpaceX坚定不移地专注于维护保养可靠的轨道自然环境,维护载人航天飞船航行安全性,并保证在未来的地球轨道及更远的每日任务中自然环境能维持可持续发展观。
SpaceX根据行動证实了其对太空安全性的服务承诺,并资金投入很多資源以保证SpaceX的全部火箭发动机、航天飞机和卫星都合乎或超出太空安全生产法规和最佳实践,这包含:
设计方案和生产制造高度靠谱的机动性卫星,其稳定性被确认超出99%
在低空飞行(小于600公里)的地方运作,以保证 沒有持续性太空残片,即使是在概率非常低的卫星在轨道上出现问题的情形下
SpaceX会在尤其低的海拔高度高度上插进卫星,以认证他们的安全防护情况,而后才会标示其升高至在站/运作轨道
与别的卫星使用者/营运商全透明地共享资源轨道信息内容
开发设计优秀的防滑系统软件,以在碰到风险性超出安全性阀值时采取相应行動
充分考虑太空可持续,SpaceX在核心技术行业促进了最现代化的技术性,例如在具备挑战的较低高度轨道上运作卫星、应用可持续性电力工程推动开展机动性和积极离轨,及其选用卫星间电子光学通信持续与卫星保持联络。SpaceX已经勤奋变成世界最对外开放、最全透明的卫星营运商,并激励别的营运商与SpaceX一同共享资源轨道数据信息,让群众和政府部门立即掌握相关经营和实践活动的详细资料。
SpaceX仍在与时俱进,勤奋加快太空技术性的发展趋势。现阶段,SpaceX已经根据星链卫星十二星座为全世界人民给予急缺的互联网技术联接,包含全世界服务项目缺乏和偏僻的地域。下列是SpaceX的经营标准,展现了SpaceX对太空可持续和安全系数的服务承诺。
设计方案并修建安全性、靠谱和可衰落的卫星
在卫星的高度不断减少时,它会碰到持续增多的大气密度。最开始,这种空气分子结构会碰撞卫星,但伴随着空气的密度的提升,卫星的正前方会产生髙压震波。伴随着卫星进一步降速并降低到空气中,它的轨道动能将被迁移到空气中,将气体分子结构加温成等离子。炙热的等离子鞘包囊着卫星,造成它的气温陡然升高。星链卫星的制定目地是在他们再次进到大气层时衰落,这代表他们不易对路面上的人或资产造成威胁。衰落设计方案必须很多工程项目网络资源的项目投资,而且,这通常也必须提升SpaceX卫星的成本费乃至品质,例如SpaceX决策应用铝而不是复合材质外包装盒高压容器做为推动体系的燃料箱。SpaceX早已运用这个方式安全性地让200多个卫星摆脱轨道。根据修建靠谱、残片降到最低的卫星,整体规划积极离轨程序流程和彻底可衰落性的设计方案,SpaceX保证自身维持室内空间的可持续发展和安全系数。
极低轨道插进
SpaceX除开设计方案和修建十分稳定的卫星外,还根据将卫星布署到相对性于国家标准的非常低轨道来进一步减少风险性。SpaceX将卫星布署到低空飞行(小于350公里),并应用SpaceX最现代化的电力工程推动助推器将卫星推动到大概550公里的运作高度,随后,运用其技术进步,SpaceX保持着卫星在这种低海拔高度地域的可控航行。根据将卫星布署到如此低的高度,一切沒有根据原始系统软件查验的SpaceX卫星(自然这类几率极低),仍可以应用助推器迅速积极地摆脱轨道,或是根据空气摩擦阻力处于被动地摆脱轨道。这类方式并不是沒有多元性或别的挑戰。2月3日的星链卫星发送最能证实这一点,发送以后地磁场飓风提升的摩擦阻力造成38颗卫星太早摆脱轨道。虽然存有这种挑戰,SpaceX相信低插进高度是保证承担责任太空经营的重要。
在600公里下运作
SpaceX在600公里下的高度运作其卫星,由于与600公里以上的轨道对比,低空飞行的当然轨道损耗時间更短。星链卫星在“自清理”轨道上运作,这代表着非机动卫星和残片将在5到6年之内(通常更快)内部原因空气摩擦阻力而没法再次保持在原高度并摆脱轨道,见图1。这极大降低了不断出现的轨道残片风险性,而且大大的超出了美国通讯联合会和国际性上现行标准的25年离轨规范(SpaceX觉得这一规范是淘汰的,应当进一步降低)。对比更低的轨道,卫星或残片从高过600公里的高度当然离轨导致的不断很多年轨道残片的隐患会更高一些。别的好多个商业服务卫星十二星座的设计方案运作高度为1000公里以上,假如这种卫星在离轨前产生问题或沒有根据积极消除残片而离轨,则必须几百年才可以当然出轨,如下图1所显示。SpaceX资金投入了大量的活力和资产用以开发设计在较低高度航行的卫星,包含对繁杂状态和促进体系的项目投资。SpaceX期待短时间开发设计出积极残片消除技术性,但该技术现阶段尚不会有。
品质总面积之比40Kg/平米的卫星在不一样开始高度和平均太阳周期下的轨道使用寿命。
图片出处:SpaceX
图中表明了残片总数随轨道高度的转变。在600公里以上高度航行的卫星撞击事故造成的残片,将不断滞留在轨道上起达数十年的時间,并在他们离轨时,在每一个经过的高度都存有造成轨道残片的风险性。
每1公里厚的竖向轨道层中的残片总数随轨道高度的转变。
图片出处:SpaceX
信息内容全透明与信息共享
SpaceX全透明且不断地与政府部门和别的卫星使用者/营运商共享星链互联网的详细资料。SpaceX勤奋保证与太空安全性领域的精确、有关和最新消息,并与全部营运商共享资源自身的太空趋势观念。SpaceX共享资源全部SpaceX卫星的高保真音响将来部位和速率预测分析数据信息(星历表)。
SpaceX在Space-Track.org上共享资源可散播的星表和协方差(预测分析的统计分析可变性)数据信息,并感谢全部别的通信运营商也如此做,由于那样可以更加有意义、更确切地测算撞击风险性。SpaceX还专注于根据以不用登陆的方法浏览Space-Track.org查询有关数据信息,让所有人能更非常容易地浏览SpaceX的星历表。
除开给予卫星星历表以外,SpaceX还自行向美国通讯联合会给予基本系统软件健康评估。这种结果报告显示了SpaceX卫星十二星座的情况,包含卫星战舰的运转情况引言,及其为减少与别的物件撞击的几率而实行的机动性频次。图3是星链卫星在2021年6月至2021年11月的6个月期内内开展的机动性频次实例。
2021年7月至12月的SpaceX机动性频次(累计3300次)。
图片出处:SpaceX
防滑系统软件
为了更好地以可拓展的方法进行安全性的太空实际操作,SpaceX为每粒SpaceX卫星开发设计并配置了L波段独立防滑系统软件,以保证卫星可以独立机动性以防止与别的物件产生很有可能的撞击。假如相合的撞击几率超过十万分之一(即国家标准“万分之一”的十分之一),卫星将整体规划逃避行動。在为一切相合方案活动时,卫星还会继续留意防止在不经意中提升别的超出同样阀值的相合风险性。
默认设置状况下,星链卫星担负全部相合事情的机动性义务;在接到与另一颗机动性卫星的高几率相合信息内容后,SpaceX会与别的营运商开展融洽。SpaceX营运商24/7全天随时待命,以融洽和回复别的营运商的了解;别的营运商可根据Space-Track.org得到应急要求的联络信息内容。假如别的营运商更想要自身担负机动性义务,则SpaceX会指令星链卫星不以某一事情开展机动性。
除开防止撞击的机动性实际操作以外,星链卫星还能够独立“躲避”相合,将两者的状态调节为在潜在性相合方位上截面尽量小的情况(就像一张纸的边沿),进而让撞击几率再减少4~10倍。
与最坏的状况方位(下左图)对比,SpaceX的“逃避”机动性(下图)将潜在性撞击方位(垂直平分照片平面图向外)上的横截面积降至最少。
图片出处:SpaceX
SpaceX的防滑系统软件早已过NASA相合评定和风险评估(Conjunction Assessment and Risk Analysis,CARA)方案的全方位核查,该方案为SpaceX与NASA签署的《太空法令协议书》(Space Act Agreement,SAA)的一部分,而且,NASA恰好是根据这一份《太空法令协议书》,来防止NASA科学合理航天飞机与SpaceX卫星产生撞击。
针对自身为提升太空可持续和安全系数而不断完善的设计方案、检测和经营方式,SpaceX觉得特别骄傲,这针对加快太空探寻的并且也为全世界产生互联网技术联接尤为重要。SpaceX督促全部卫星使用者/营运商在可持续和安全层面开展相近的项目投资,并使卫星的经营透明度。SpaceX激励全部使用者/营运商转化成优质的星表和协方差,以供英国第18太空操纵大队开展查验,并与别人公布共享这类信息内容,以最大限度地开展融洽,保证将来可持续性且可靠的太空自然环境。说到底,太空可持续是一项技术性挑戰,可以根据合理的风险评价、交流信息及其适度执行技术性和经营操纵来有效的管理方法。SpaceX可以与多方一同保证太空可供人们祖祖辈辈应用和探寻。
参照:
[1]SpaceX官方网站 https://www.spacex.com/updates/
[2]中国载人航天公司办公室官方消息 http://www.cmse.gov.cn/gfgg/