英國將于今年夏季晚些時候發(fā)射一顆測試衛(wèi)星，用于測試利用激光追蹤地球軌道衛(wèi)星運動的技術

　　英國將使用最新的激光技術來追蹤環(huán)繞地球運行的衛(wèi)星的位置，并阻止它們相撞。按照計劃，第一顆測試衛(wèi)星將在今年夏天晚些時候于康沃爾太空港發(fā)射升空。

　　該激光追蹤系統(tǒng)由英國初創(chuàng)公司Lumi Space開發(fā)，其工作原理是從地球向太空物體發(fā)射激光脈沖，并計算光線反射所需的時間。據(jù)該公司的宣傳，這是一種“利用激光跟蹤衛(wèi)星的簡單而強大的方法”，其目標是發(fā)出精確的碰撞警告，以應對太空碎片可能帶來的威脅。

　　該系統(tǒng)由英國初創(chuàng)公司Lumi Space開發(fā)，其工作原理是從地球向太空中的物體發(fā)射激光脈沖，并計算光線反射回來所需的時間

　　今年9月，一顆攜帶這項新技術的小型測試衛(wèi)星將與其他幾顆衛(wèi)星一起，由維珍集團旗下的小型衛(wèi)星發(fā)射公司維珍軌道(Virgin Orbit)發(fā)射升空，這可能是在英國本土進行的首次火箭發(fā)射，具有歷史性的意義。

　　據(jù)估計，目前地球軌道上約有3.3億塊太空碎片，其中包括3.65萬個大于10厘米的物體，包括廢棄的衛(wèi)星和火箭體等，甚至還有宇航員丟棄的工具。太空碎片可以在地球軌道上停留數(shù)百年，對每年快速增加的新衛(wèi)星構(gòu)成潛在威脅。隨著技術的發(fā)展，越來越多的衛(wèi)星正在為我們提供著各種重要的服務，包括通信和氣候變化監(jiān)測等。

　　這顆測試衛(wèi)星由太空科技初創(chuàng)公司Space Forge在威爾士建造，安裝了Lumi Space公司開發(fā)的逆反射器設備，能夠?qū)⒐饩€反射回原處。根據(jù)激光往返該衛(wèi)星所需的時間，就可以計算出它的運行路線。

　　該系統(tǒng)將搭載Space Forge公司的測試衛(wèi)星(如圖)，由該衛(wèi)星對其光線反射回地面的過程進行監(jiān)測　　這項技術的難點在于，激光束必須從地球上瞄準，其精度必須達到2角秒。與此同時，衛(wèi)星正以每小時近2.9萬公里的速度飛行。當然，這樣的技術并不新奇。在阿波羅任務期間，美國國家航空航天局(NASA)就在月球上安裝了逆反射器，用于精確測量近月衛(wèi)星與地球的距離。

　　不過，Lumi Space公司的新系統(tǒng)預計將比目前的方法精確數(shù)百倍，并將是首個向私營太空公司提供的系統(tǒng)。該系統(tǒng)將搭載Space Forge的衛(wèi)星或“平臺”進入太空，然后由地面接收其穿過上大氣層反射回來的光信號。Lumi Space公司的希拉·維爾迪說：“這能為我們提供有關太空物體位置的信息，其準確性是其他信息來源的500到1000倍。這可以稱得上是太空態(tài)勢感知的黃金標準。”

　　“隨著未來十年所計劃的大量任務陸續(xù)開展，對近地軌道的可持續(xù)管理迫在眉睫，而了解物體在太空中的確切位置是其中的關鍵部分，”維爾迪補充道，“我們正致力于開發(fā)新的技術，為衛(wèi)星運營商提供高精度的定位信息，以此填補市場空白。”

　　Lumi Space公司希望將衛(wèi)星碰撞警告的誤報率降至5%以下。Space Forge公司的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席技術官安德魯·培根表示：“為了確保我們的Forge Star平臺能夠準確返回地球，并根據(jù)需要獲得微重力，我們需要Lumi Space正在開發(fā)的那些創(chuàng)新技術。追蹤一顆以每秒近8公里的速度移動的小型衛(wèi)星將是一項令人印象深刻的壯舉，我們迫不及待地想利用這些數(shù)據(jù)來提高我們對在高層大氣中飛行方式的理解。”

　　Space Forge公司的終極目標是在太空中建造工廠，以生產(chǎn)地球上無法生產(chǎn)的材料。“英國在太空的可持續(xù)利用方面處于領先地位，因此，看到兩家富有創(chuàng)新精神的英國公司展開合作，將衛(wèi)星追蹤技術納入Space Forge公司的核心業(yè)務，是一件非常棒的事情。”英國航天局的伊恩·安尼特說，“我們正處在一個歷史性的時刻，從英國本土發(fā)射的第一顆衛(wèi)星將引發(fā)新一輪的創(chuàng)新浪潮。”

　　什么是太空垃圾?

　　據(jù)估計，人類的各項太空任務所留下的“太空垃圾”大約有1.7億塊，大如廢棄的火箭級，小如油漆碎片。與這些垃圾一起在地球軌道上運行的，是價值約7000億美元的各種太空基礎設施。

太空碎片可以在地球軌道上停留數(shù)百年，對每年快速增加的新衛(wèi)星構(gòu)成潛在威脅

　　然而，我們目前只能追蹤到2.7萬塊太空碎片，而且這些碎片能以超過2.7萬公里/小時的速度飛行，即使是極其微小的碎片也可能嚴重損壞甚至摧毀衛(wèi)星。

　　那么，我們要如何處理這些太空垃圾?傳統(tǒng)的抓取方法在太空中不起作用，因為吸盤無法在真空中正常工作，而且太空中的溫度對膠帶和膠水等物質(zhì)而言太低了。基于磁鐵的夾持器也沒有用，因為地球軌道上的大多數(shù)太空碎片是沒有磁性的。

　　目前，大約有50萬塊人造太空碎片環(huán)繞在我們的星球周圍，包括廢棄的衛(wèi)星、航天器碎片和火箭殘骸等

　　目前提出的大多數(shù)解決方案，包括“太空魚叉”等，要么需要較強的外力，要么會導致較強的相互作用，都可能會將這些碎片推向意想不到的、不可預測的方向。

　　專家指出，在絕大多數(shù)對地觀測衛(wèi)星、測地衛(wèi)星和空間站所采用的近地軌道，以及通信、氣象和監(jiān)測衛(wèi)星所處的地球靜止軌道上，太空碎片的威脅尤為突出。

　　地球軌道上有多少物體?

　　自1957年以來的火箭發(fā)射次數(shù)：6200次;

　　進入軌道的衛(wèi)星數(shù)量：13100顆;

　　仍在太空中的衛(wèi)星數(shù)量：8410顆;

　　仍在運行的衛(wèi)星數(shù)量：5800顆;

　　碎片物體數(shù)量：31500塊;

　　分解、爆炸等事件：630次;

　　軌道上物體的質(zhì)量：9900噸。

　　利用統(tǒng)計模型預測軌道上的碎片數(shù)量

　　大于10厘米：36500;

　　1至10厘米：100萬;

　　1毫米至1厘米：1.3億。