熱訊：ESA的Swarm航天器在攀登過程中躲開了跟太空垃圾的碰撞

Swarm實際上是ESA為揭開地球磁場的奧秘而進(jìn)行的任務(wù)。它由三顆衛(wèi)星組成，A、B和C--被親切地稱為Alpha、Bravo和Charlie。

(資料圖)

歐洲中部夏令時間6月30日16:00，ESA檢測到一小塊環(huán)繞地球的人造垃圾--被稱為空間碎片--向Alpha急速飛來。從軌跡上看，僅僅八個小時后，即午夜過后不久，就預(yù)測到可能發(fā)生碰撞。碰撞的可能性很大，以至于Alpha需要快速避開。

那么太空中究竟有多少垃圾呢？答案是很多。火箭部件、舊衛(wèi)星及以前的碰撞和混亂的解體所留下的小塊碎片都在我們的星球上運行。每一個小碎片都可能對衛(wèi)星造成嚴(yán)重?fù)p害，而較大的碎片則可能摧毀衛(wèi)星并產(chǎn)生大量的新碎片。

據(jù)了解，ESA的每一顆衛(wèi)星每年平均要進(jìn)行兩次規(guī)避動作--這還不包括它們收到的所有警報，但最終都不需要規(guī)避動作。

實施規(guī)避行動--被稱為“避免碰撞機(jī)動”--需要大量的計劃。團(tuán)隊必須檢查沒有把衛(wèi)星移到一個新的軌道上從而使其面臨其他碰撞的風(fēng)險，另還必須計算如何使用盡可能少的燃料和損失盡可能少的科學(xué)數(shù)據(jù)回到原始軌道。

ESA的空間碎片辦公室通過分析來自美國空間監(jiān)視網(wǎng)的數(shù)據(jù)然后向ESA的飛行控制和飛行動力學(xué)團(tuán)隊提出潛在碰撞的警告--通常在碎片最接近衛(wèi)星之前24小時以上。

而這次情況下，團(tuán)隊只得到8小時的通知。并且更糟糕的是，這個警報意味著Swarm團(tuán)隊現(xiàn)在突然要和兩個時鐘賽跑。因為還有另一各演習(xí)計劃，它原本要在潛在碰撞發(fā)生后幾小時內(nèi)進(jìn)行，但為了使Alpha有足夠的時間躲避碎片影響而不得不取消。該機(jī)動裝置也非常具有時間敏感性，必須完全重新規(guī)劃、重新計算并在一天內(nèi)實施。

據(jù)了解，太陽現(xiàn)在正進(jìn)入其“太陽周期”的一個非常活躍的部分。這種活動正在增加地球上層大氣的密度。衛(wèi)星在“更厚”的空氣中運行，從而使它們的速度減慢，另外還要求它們耗費更多有限的機(jī)載燃料以保持在軌道上。Alpha和Charlie正在上升到大氣層的一個密度較小的部分，在那里它們可以留在軌道上并收集科學(xué)數(shù)據(jù)以希望能有更多的年頭和任務(wù)延長期

如果沒有這次機(jī)動會發(fā)生什么？Alpha會向Charlie漂移，這兩顆衛(wèi)星的軌道很快就會相交。這將使整個Swarm任務(wù)“橫眉冷對”并限制了它進(jìn)行科學(xué)研究的能力--直到另一組機(jī)動裝置重新調(diào)整Alpha和Charlie。

Swarm團(tuán)隊開始工作，其反應(yīng)時間可跟奧運短跑運動員媲美。他們跟ESA任務(wù)控制中心的飛行動力學(xué)團(tuán)隊合作，并在短短4個小時內(nèi)計劃及實施了規(guī)避行動，然后在24小時內(nèi)重新計劃并實施了另一個機(jī)動動作。

Alpha現(xiàn)在很安全，它沒有跟那塊碎片相撞，并且已經(jīng)完成了跟Charlie一起爬上更安全的天空。但外面有很多碎片，這表明它可以在很少的警告下威脅到一顆衛(wèi)星。

據(jù)悉，ESA正在建立新的技術(shù)來跟蹤更多的碎片，并開發(fā)新的計算工具來幫助計劃和執(zhí)行迅速增加的規(guī)避機(jī)動，另外，他們還在努力制定指導(dǎo)方針以限制其和其他衛(wèi)星運營商增加的新垃圾數(shù)量。此外，他們甚至還正在研究如何抓住較大的碎片并使用 “太空爪”將它們從軌道上移走。