如风摆柳
首先要知道的是,人类发射的卫星、火箭相撞的概率是非常非常低的。据不完全统计,现在围绕着地球运行的人造卫星的数量大约为2000多个,它们运行轨道一般在离地球几百公里到几万公里之间,而地球的直径是12756公里,因此我们可以粗略的想像它们是在一个直径为1万多公里的球面上运行。由于它们的体积相对于地球来说是极小的,因此我们可以将它们当成一个点来看,这2000多个点在一个直径这么大的球面上运行,从概率上来讲,就算是随机运动都很难发生碰撞,如果再算上高低轨道之分,这个概率就会更低。
虽然发生“交通事故”的概率很低,但并不代表它不会发生,在2009年2月10日美国和俄罗斯的卫星就撞过一次(值得一提的是,这也是历史唯一的一次人造卫星相撞,以至于有阴谋论者认为这次碰撞是有意的,这里我们不去深究)。因此,世界上各国在进行空间活动的时候,都很看重这方面的风险。
我们先简单科普一下有关人造卫星的轨道知识,人造卫星的轨道可以按其与赤道的倾角的大小分为:赤道、极地以及倾斜轨道,其中赤道轨道的倾角为0度,其轨道平面与地球赤道重合;相对应的极地轨道的倾角为90度,倾斜轨道则介于这两者之间。卫星轨道有六个重要的技术参数,分别为:短轴、长轴、近地点幅角、轨道倾角、交点角、过近地点时刻,通过对这六个参数的调控,地面上的卫星控制系统就可以精准的调整人造卫星在轨道上的位置。这样世界各地的卫星地面控制中心就可以实时的传递相关数据,尽大可能的规避卫星相撞的风险。
虽然可以通过人为的因素大大的降低太空交通事故的风险,但随着人类探索空间的活动数量不断增加,一个日益严峻的问题已经显现出来,这就是“太空垃圾”问题。所谓的太空垃圾就是人类在发射火箭的过程产生的碎片、丢弃的火箭末端、人造天体表面材料的老化脱落、以及报废的人造卫星等等。对于报废的卫星,国际上的通用手段是通过技术手段使它们偏离自己的轨道,坠入地球大气层,在坠向地面的过程,它们会因为与大气层中的空气摩擦产生的高温而大部分烧毁掉,少量的则会坠入人迹罕至的海洋。
魅力科学君
卫星飞船火箭,这些设备在外太空都有自己的规划路径的,走不同的路自然不会相撞。下面我们来看下,他们都是怎么走自己的路的。
卫星,围绕着地球运转,每颗卫星都需要分配好自己的运行轨道,就比如地球同步卫星,在赤道的上方相对于地球静止。最开始,国际上给每颗卫星分配2度的角度间隔,随着卫星数量的增多,然后分配仅仅0.5度,未来随着卫星增多,角度可能更小了。其他卫星也会有分配自己的独特轨道,并且实时跟踪位置,检测其周围的运动卫星和物体,以避免相撞。
飞船在发射时则和火箭是类似的,都是从地球升空,升空过程中实际是要规划好路线,以避开上空可能经过的卫星,其次卫星本身装有检测装置,遇到可能碰撞的物体,可以及时调整自己的方向和速度,将相撞的几率降到最低。飞船在太空中则只能依靠自身对周围环境的监控,以及各个卫星给他发送的坐标位置了。
历史上其实是有卫星相撞的事件的,2009年2月10日,美国铱星33与俄罗斯已报废的宇宙-2251卫星在西伯利亚上空发生相撞,这是历史上首次卫星相撞事故。主要原因在于美国依星未能及时预警作出轨道调整。具体为什么没调整,据了解是因为太空现在有数以万计的太空垃圾,美国只监控了小型太空物体,忽略了报废卫星。
由此可见,人类有足够的能力通过预先的轨道规划和实施监测调整路径来避免相撞。