近些年隨著人類的航天科技的發(fā)展,大量衛(wèi)星星座在地球的同步軌道高速運行,比如我們熟悉的美國的星聯(lián)衛(wèi)星已經(jīng)實現(xiàn)在軌運行的衛(wèi)星多達(dá)6994顆,其中6957顆在軌正常工作(美國星鏈計劃預(yù)計投放42000顆)等。因此,在軌衛(wèi)星的辨別和安全將是最大的問題。
關(guān)于這些問題的答案,美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室(LANL)的科學(xué)家們想出了一種廉價而簡單的方法,可以使用燈光閃爍 ID 代碼,從地面識別衛(wèi)星。據(jù)LANL的負(fù)責(zé)人稱,地球軌道變得越來越擁擠,避免碰撞至關(guān)重要。
然而,即使跟蹤服務(wù)可以發(fā)現(xiàn)問題,他們也必須知道特定衛(wèi)星的所有者是誰,以警告他們采取行動。據(jù)悉,新墨西哥州實驗室開發(fā)的一項稱為極低資源光學(xué)標(biāo)識符 (ELROI*) 的新技術(shù)。
這個神奇的小燈,可以連接到任何進入太空的物體上,然后閃爍出一個“車牌號”代碼,該代碼唯一標(biāo)識它所連接的物體。
據(jù)說該設(shè)備功率低,發(fā)出的光只有 LED 那么多,利用了“一系列新穎的算法”,允許用小型望遠(yuǎn)鏡從 1000 公里(約 600 英里)外檢測到它的光。
電力可以由小型太陽能電池供電,并由幾毫米厚的可充電電池維持,從而允許該設(shè)備縮小到厚郵票的大小,以便它可以貼在衛(wèi)星的側(cè)面并獨立運行。
借此美國太空軍等組織用望遠(yuǎn)鏡和雷達(dá)觀察天空,如果有碰撞的危險,將聯(lián)系衛(wèi)星運營商。但是通過望遠(yuǎn)鏡或雷達(dá)觀察,軌道平臺只是屏幕上的一個光點或一個閃光點,無法識別它,因此,存在非常巨大的風(fēng)險。
我國如何做到的人造衛(wèi)星防御?
古人有云“人不犯我,我不犯人”然而在太空中,我國的天宮空間站曾遭遇其他國家人造衛(wèi)星的威脅,此前外交部在例行記者會上曾公布中國空間站,在太空遇到美國的星聯(lián)衛(wèi)星高速靠近我國空間站,導(dǎo)致我國空間立即做了相關(guān)的規(guī)避動作。那么我國是如何防御太空威脅?
第一,被動防御技術(shù),采用多層結(jié)構(gòu)防御,我國在人造航天器上為了更好的保護人造航天器的安全,在航天器上采用了復(fù)合裝甲設(shè)計,采用了復(fù)合材料和結(jié)構(gòu)布局的北方防御方案。
據(jù)悉,我國在空間站外層使用玄武巖纖維、芳綸等材料制作防護板,內(nèi)部通過輻射器等附件形成緩沖層,使碎片在撞擊過程中逐層減速。這項設(shè)計可以有效的將直徑1厘米的太空碎片的貫穿風(fēng)險降低90%以上。
不僅如此,我國航天器艙外防護裝置升級,神舟十八號任務(wù)中,航天員通過機械臂在空間站外部加裝新型碎片防護裝置,覆蓋關(guān)鍵管路和電纜,進一步提升對毫米級碎片的防御能力。
第二、主動軌道調(diào)整能力,這就是前面我國空間站成功實現(xiàn)在軌軌道高度的調(diào)整,成功規(guī)避其他人造航天器撞擊的風(fēng)險。
關(guān)于該項技術(shù),我國需要建立全球碎片監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),整合雷達(dá)、光學(xué)望遠(yuǎn)鏡和衛(wèi)星數(shù)據(jù),可追蹤直徑10厘米以上的3.6萬個軌道目標(biāo),提前72小時預(yù)警潛在碰撞風(fēng)險。真正做到“早發(fā)現(xiàn),早規(guī)避”。
在主動變軌方面,航天器需要搭載多引擎動力系統(tǒng),天宮空間站配備30臺發(fā)動機(含4臺霍爾推進器),可快速調(diào)整軌道高度(單次變軌速度達(dá)0.5米/秒),年均規(guī)避動作超過10次,確保對危險碎片的主動規(guī)避。
太空威脅防御系統(tǒng)的最佳搭檔-監(jiān)測系統(tǒng)
隨著高精度監(jiān)測技術(shù)的迅猛發(fā)展,太空威脅的及時發(fā)現(xiàn)已成為保障航天器安全的關(guān)鍵因素。面對潛在的太空威脅,尤其是太空碎片和敵對衛(wèi)星的挑戰(zhàn),若無法在第一時間進行有效監(jiān)測,航天器將處于極大的風(fēng)險之中。因此,構(gòu)建完善的監(jiān)測體系顯得尤為重要。我國在應(yīng)對太空威脅方面,已建立起兩套高效的監(jiān)測系統(tǒng)。
首先是尖兵系列偵察衛(wèi)星,通過尖兵1號乙等返回式衛(wèi)星,其分辨率可達(dá)2.5米,結(jié)合遙感監(jiān)測衛(wèi)星和雷達(dá)反隱技術(shù),實現(xiàn)對太空目標(biāo)的全天候監(jiān)測。
這種高精度的監(jiān)測能力,使得我們能夠在最短的時間內(nèi)識別和定位潛在威脅,為后續(xù)的防御措施提供了重要依據(jù)。
其次,北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的協(xié)同監(jiān)測能力同樣不可忽視。北斗衛(wèi)星的全球組網(wǎng)能力為太空碎片的定位提供了強有力的支持。
通過與地面測控站的結(jié)合,形成了“天基+地基”的聯(lián)合監(jiān)測體系。這一體系不僅提高了監(jiān)測的精度和效率,還增強了對復(fù)雜太空環(huán)境的適應(yīng)能力。
總結(jié),尖兵系列偵察衛(wèi)星與北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的協(xié)同作用,為我國的太空威脅防御提供了強大的技術(shù)支持。
最后
人造航天器通過高效的監(jiān)測系統(tǒng),我們能夠在面對各種太空威脅時,及時作出防御反應(yīng),確保航天器的安全與穩(wěn)定運行。這一切都表明,監(jiān)測系統(tǒng)無疑是太空威脅防御系統(tǒng)的最佳搭檔。
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