超级军网美军卫星太空爆炸！揭秘空间碎片的任性生活
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/05/04 23:51:10
2015年2月3日，名义上属于美国国家海洋和大气管理局旗下的一颗军用气象卫星发生爆炸。美国空军直到2月27日才予以证实。美国空军对爆炸的解释是卫星上供电系统的温度超过峰值导致了爆炸。同时也产生了43件太空碎片。
http://war.163.com/photoview/4T8 ... #p=AK18Q1DR4T8E0001
2015年2月3日，名义上属于美国国家海洋和大气管理局旗下的一颗军用气象卫星发生爆炸。美国空军直到2月27日才予以证实。美国空军对爆炸的解释是卫星上供电系统的温度超过峰值导致了爆炸。同时也产生了43件太空碎片。
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太空碎片不仅会撞击地球，有的还会威胁到轨道航天器，甚至不排除2014年好莱坞大片《地心引力》中描述的外空航天器大灾难成为现实。
为了配合美军全球部署的需要，准确预报天气就显得非常重要，国防气象卫星计划（DMSP）由此而生。到目前为止，美国空军仍然有六颗DMSP计划下的工作星，第七颗DMSP-F20工作星计划在2016年发射升空。这颗爆炸的DMSP-F13军用气象卫星发射于1995年。
这是谷歌地球可视化数据库模拟展示的8700公里高度人造卫星分布示意图。美国作为超级大国，其卫星数量最多。全球在轨卫星数量达到1200多颗，其中美国卫星占据半壁江山，超过500颗，其次是俄罗斯和中国，卫星数量各在110至130颗区间附近，其他国家卫星数量在400多颗。
这些庞大的卫星群为各个国家的经济、政治以及军事提供服务的同时，也给轨道安全敲响了警钟，我们其实生活在一个由人造卫星、轨道碎片包围的“穹顶之下”。
卫星等在轨航天器运行失效、报废可在地面的控制下坠入大气层，溅落向无人区或者偏远的海洋，也可以通过主动离轨措施进入国际上约定的报废卫星运行轨道。如果在轨卫星突然失去控制，那么就成为轨道上的定时炸弹，这些重量从数百公斤至数吨不等物体将“流浪”于轨道上，对其他航天器构成巨大的威胁。
2009年2月，铱星-33与俄宇宙-2251两颗卫星相撞，这是人类航天史上第一次卫星碰撞事故。众所周知，卫星在轨运行的速度可接近第一宇宙速度，每秒能“飞”7公里多，即使是微小的质量，也能够产生强大的破坏力。一旦报废航天器发生在轨碰撞，可以产生更多的碎片并进一步威胁其他航天器安全。
铱星-33与宇宙-2251碰撞不仅创造了许多第一，也是产生了许多轨道碎片。根据北美防空司令部的监视数据，碰撞后产生的碎片数量超过1000个，碎片相互间还会发生碰撞，从而产生新的碎片，短短几个月内就增加到1200多个。
由于卫星对撞的高度在800公里左右，因此碎片分布的高度在短期内主要位于700至900公里的高度上。随着时间的推移，碰撞碎片已经进入200至300公里的高度，远地点可达到1300公里至1500公里高度，逼近中地球轨道。
2005年，中美火箭残骸在南极上空800多公里的高度上发生了碰撞，肇事双方都是航天活动遗留在轨道上的火箭部件，美方火箭残片来自1974年，中方的则是1999年长征四号火箭的第三级爆炸后产物。两者在NASA的数据库都有明确的编号，直到2005年两者发生了碰撞，形成了许多碎片。
根据美国宇航局制定的防碰撞标准，一旦碰撞概率大于万分之一就应该进行机动，尤其是载人的航天器。随着航天活动的增多，轨道碎片数量也逐渐增加，2007年中国的一次轨道反卫星试验中，风云一号C卫星被击中，产生了3000多块碎片。为了防止与这些碎片发生碰撞，国际空间站、相关在轨卫星均进行了规避。
上个世纪欧洲阿丽亚娜火箭进入轨道后不久就发生爆炸，产生了近3000块碎片。其中一块碎片击中一颗法国侦察卫星，该卫星随即报废，显然这是一次灾难性的空间碎片破坏正常工作卫星的事件。
1991年，两颗俄罗斯卫星相撞，当然这起事件是事后美国宇航局经过轨道推算才发现的，两颗俄罗斯卫星都撞成数不清的零件，以至于后续跟踪工作无法进行下去，这可能是较早记录在案的卫星碰撞事件之一。当然还有更多二次碎片的碰撞没有被跟踪，但却险些造成大麻烦。
根据美国宇航局的统计数据，目前在轨道上运行直径大于垒球的碎片为2万多件，速度为每小时2.8万公里。直径大于一块小石头的碎片大约有50万件，而直径更小的碎片更是达到百万件以上。我们能够跟踪的轨道碎片仅是体积较大的，那些无法跟踪的小碎片对航天器更具危险性。
美国国防部建立的空间监视网能够对近地轨道上运行的2英寸（5厘米）大小的物体进行监视，同步轨道的监视直径下限为1米。航天器碎片防护装置能够有效抵御的碎片直径上限为1厘米，10厘米以上的碎片则根本无法抵御，一旦碰撞就意味着报废。
清理轨道碎片刻不容缓：随着轨道碎片的数量不断增加，规避已经不是最佳的途径，几个航天强国已经着手研究清理轨道碎片的方案。比如用激光照射目标降轨、无人航天器捕获等。这些技术能够处理1000公里轨道高度以下的轨道碎片，但是到目前为止清理在轨碎片仍然没有任务实质性的行动。