中国空间站一年两次被迫“紧急避碰”,专家:应建立太空交通规则

12月28日,外交部发言人赵立坚主持例行记者会。会上,赵立坚证实:今年7月和10月,美国太空探索技术公司发射的星链卫星,先后两次接近中国空间站。在此期间,中国航天员正在空间站内执行任务,出于安全考虑,中国空间站采取了紧急避碰措施。

据联合国和平利用外层空间委员会官网消息,12月3日,中国常驻维也纳联合国和其他国际组织代表团向联合国秘书长致以普通照会,通报了这一对中国空间站搭载的航天员生命健康构成危险的事件。照会指出,中国空间站组合体分别于7月1日和10月21日实施对美国星链卫星的预防性碰撞规避控制(“紧急避碰”)。

“就像红绿灯一样,什么时候走,往左还是往右,太空也需要有这么一个交通规则,才能保障在轨卫星的安全。”航天专家黄志澄在接受新京报记者采访时表示。

12000颗卫星打造的美国“星链”计划

2015年1月,美国SpaceX公司首席执行官马斯克提出“星链”(StarLink)计划,拟于2019年至2024年间发射12000颗卫星到近地轨道,构建一个巨型三层卫星网络。这三层分别位于距离地面340千米、550千米和1150千米的轨道上,最终使所有卫星联成一个巨大“星座”,提供覆盖整个地球(包括南北极)的全天候、高速率、低成本的卫星互联网服务。

黄志澄介绍,“星链”计划的组建基本分三步走。第一步用1584颗卫星完成初步覆盖,第二步用2825颗卫星完成全球组网,第三步用7518颗卫星组成更为完整的低轨星座。

2019年,美国联邦通信委员会又代表SpaceX向国际电信联盟(ITU)提交了3万颗低轨道运行的小型卫星计划。截至目前,SpaceX已发射超过1900颗星链卫星。“从客观角度看,他们往太空发射的卫星越多,越会给中国空间站今后的运行带来危害。”黄志澄说。

已经发射升空的星链卫星,并不是每颗都在正常运行。黄志澄介绍,在SpaceX已经发射的星链卫星中,有169颗已经出现功能损坏,成为太空垃圾。

“星链卫星中,每颗卫星重量大约227千克,采用紧凑的平板形设计,可最大限度减小体积。发射时以自堆叠的设计堆于整流罩中,不需要专用的多星适配器。卫星采用单翼太阳能(000591)陈列,大大简化了系统,标准化的太阳能电池,更容易整合到制造过程中。”黄志澄说。

此外,卫星配备了由氪驱动的高效离子推进器,使卫星能在太空中进行机动动作,并在其使用寿命结束时进行离轨操作。

黄志澄表示,“星链”计划虽然是一项商业低轨卫星星座计划,但可提供低成本、全球覆盖的高速互联网服务,其拥有发射全向波束的能力,可对航天器进行遥测、跟踪和控制。

在航天领域,轨道位置和频谱资源是一种有限的自然资源,卫星公司需要采取申报的方式向相关机构申请使用资格。根据国际电信联盟(ITU)的规定,轨道位置和频谱资源主要以“先到先得”的方式分配,后申报方不能对先申报方的卫星产生不利干扰。

但“先到先得”也受限制。“需要在一定时间内完成发射任务,如果超时了,这种申请资格就会被取消。”黄志澄说。

今年中国空间站两次“紧急避碰”星链卫星

此次中方照会通报称,2021年,中国载人航天工程(603698)实施了5次发射任务,成功将空间站天和核心舱、天舟二号和天舟三号货运飞船、神舟十二号和神舟十三号载人飞船发射入轨。中国空间站组合体稳定运行在高度390千米附近的近圆轨道,轨道倾角约41.5°。

美国星链-1095卫星自2020年4月19日起稳定运行在平均高度约555千米的轨道上。2021年5月16日至6月24日,该卫星持续降轨机动至平均轨道高度382千米后,保持在该轨道高度运行。7月1日,该卫星与中国空间站间出现近距离接近事件。出于安全考虑,中国空间站于7月1日晚主动采取紧急避碰,规避了两目标碰撞风险。

2021年10月21日,星链-2305卫星与中国空间站发生近距离接近事件。鉴于该卫星处于连续轨道机动状态,机动策略未知且无法评估轨道误差,存在与空间站碰撞风险。为确保在轨航天员安全,中国空间站于当日再次实施紧急避碰,规避了两目标碰撞风险。

什么是“紧急避碰”?黄志澄解释,这是指紧急情况下,空间站中配备的电动发动机通过系统控制抬升轨道,改变轨道高度和倾角,避免与其他卫星发生碰撞。

2009年2月,美国“铱星33”在西伯利亚上空近800公里高度,撞到了已经报废的俄罗斯“宇宙-2251”卫星,这是人类航天史上首次卫星碰撞。具体到星链卫星,2019年,星链-44卫星下降到320千米的高度,险些与当时欧洲航天局的“风神”地球观测卫星发生碰撞,“风神”卫星紧急改变轨道以规避风险。今年7月,俄罗斯航天局曾发表声明,称星链卫星和一块猎鹰9号火箭助推器碎片可能撞上其向国际空间站运送补给的货运飞船。

专家:太空军用、民用界限逐渐模糊,潜在冲突可能随时发生

“在同一高度的轨道上,两个不同倾角的航天器碰到的概率比较小,但还是有的。”黄志澄说,目前,SpaceX公司发射的都是轨道高度550公里左右的卫星,“有意”或“无意”地降低卫星高度,当卫星下降到390公里左右的高度时,必然对我国空间站产生影响。

根据1967年缔结的《外空条约》第5条规定,各缔约国应把其在外层空间(包括月球和其他天体)所发现的能对宇宙航行员的生命或健康构成危险的任何现象,立即通知给其他缔约国或联合国秘书长。

“另一方面,NASA和SpaceX公司签订了协议。航天器之间的距离若到了5公里,那就是有问题了。若造成碰撞,一切责任由SpaceX公司承担,而且SpaceX公司必须在卫星做出机动动作一周前通知NASA。”黄志澄说。

据了解,联合国外空委及其法律小组委员会自成立以来已制定了5个有关外空活动的主要国际公约,分别是:1967年生效的《关于各国探索和利用外层空间包括月球与其他天体活动所应遵循原则的条约》(简称《外空条约》);1968年生效的《营救航天员、送回航天员和归还射入外层空间的物体的协定》(简称《营救协定》);1972年生效的《空间物体所造成损害的国际责任公约》(简称《责任公约》);1976年生效的《关于登记射入外层空间物体的公约》(简称《登记公约》);1984年生效的《指导各国在月球和其他天体上活动的协定》(简称《月球协定》)。

外交部条法司微信公众号曾提到,中国政府在外空活动中始终严格遵循已加入的《外空条约》《营救协定》《责任公约》《登记公约》,切实履行条约义务。

“这几个国际公约都没有涉及‘太空交通规则’的内容,但每年都有国家为建立太空交通规则进行讨论。”黄志澄表示,随着航天商业化程度的提高,太空的军事用途和民用用途的界限越来越模糊,潜在冲突很可能随时发生。“在轨卫星的管理是一个极其复杂的问题,当下应该首先把太空交通规则建立起来,营造一个安全有序的太空环境。”

新京报记者 张建林

编辑 白爽 校对 陈荻雁

(责任编辑:张泓杨 )

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