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從理論上來看，人造衛(wèi)星的軌道都是事先規(guī)劃好的，它們在各自的軌道上運行永遠都不會相撞！但事實上卻會因為失控或者軌道衰減脫離原來的軌道，而此時衛(wèi)星早已廢棄，無法再調整其軌道，久而久之，整個體系運行的不確定性因素就會加大，最終導致兩顆衛(wèi)星的撞車事件！ 2009年2月10日發(fā)生的美俄衛(wèi)星撞車事件，俄方是一顆早已廢棄的軍用通信衛(wèi)星“宇宙2251”，另一顆是美國銥星公司的“銥星33”，相撞地點是西伯利亞上空的近地軌道，撞擊產生了大約12000塊太空碎片，據俄羅斯航天專家評估，這些碎片可能會影響前蘇聯早期一顆攜帶了核反應堆的廢棄衛(wèi)星，可能會導致更嚴重的后果！ 衛(wèi)星的軌道分類了解衛(wèi)星為什么會相撞以前，我們先來了解下衛(wèi)星的幾種軌道，如果按軌道高度來分，那么有近地軌道（小于1000千米），中高地球軌道（1000-20000千米），以及高軌道（大于20000千米），從理論上來看軌道越高，衛(wèi)星密度越低，相撞可能性也越低，因此我們把軌道介紹放在近地軌道！ 近地軌道：簡稱是LEO，一般火箭的LEO軌道運載能力是一個非常重要的參考指標，而這個軌道距離地面比較近，因此大多數對地觀測衛(wèi)星、測地衛(wèi)星、空間站以及一些新的通信衛(wèi)星系統都會采用近地軌道，比如ISS國際空間站和天宮空間站，還有X-37，以及大量的間諜衛(wèi)星等，都會在這個軌道游蕩！ 當然空間站高度還必須考慮補給和范艾倫輻射帶的威脅，一般最經濟的軌道就是400千米左右，上圖中ISS就會穿過一個南北向衛(wèi)星軌道帶，其實因為近地軌道的任務不一樣，軌道交叉是非常正常的事情，比如地球資源衛(wèi)星，需要在環(huán)繞地球的過程中一次次對地表拍攝，因此穿過極地的軌道無疑是最合適的！而相空間站這種需要大量補給的航天器，就必須考慮每次補給飛船靠泊時的成本，因此與地球自轉方向帶一些傾角的就成了必然選擇（可以利用自轉速度降低燃料消耗）。
不同的任務不同的軌道，即使相同的軌道高度也不同，設計上大家都相安無事，但再完美的系統都會有出錯的時候，況且還是衛(wèi)星這種有大量不確定因素存在的航天器。 衛(wèi)星為什么會相撞前文說了美俄衛(wèi)星相撞，俄羅斯的“宇宙2251”是一顆廢棄衛(wèi)星，而美國的“銥星33”是一顆在軌正常工作的衛(wèi)星，按理廢棄衛(wèi)星軌道檢測到會與在軌衛(wèi)星相撞時，那么可以調節(jié)在軌衛(wèi)星的軌道，讓其抬升軌道避免相撞，但不知因何原因，“相關部門”失職了，或者說根本就沒事先檢測到這一動態(tài)，也許“宇宙2251”受到太陽風活動影響最近才大幅改變軌道。 另一個因素則是人為的在軌實驗，比如中美反衛(wèi)星試驗，一般1000千米軌道以下的廢棄衛(wèi)星作為目標的成本相對較低，因此人工控制撞擊目標摧毀衛(wèi)星，這些也是一個可能。 另外廢棄的衛(wèi)星相撞產生更多的碎片造成更大規(guī)模的相撞事件，《地心引力》就表述了這樣一個故事，美國航天飛機在低軌道工作時，接到休斯頓告警，在地球的另一端軌道上兩顆衛(wèi)星相撞導致了更大規(guī)模的災難，使得緊急預警無法及時撤退，直接摧毀了航天飛機，只剩下男主和女主逃過劫難，開啟了漫漫太空的回歸之路！ 關于太空垃圾與清理各位可不要以為衛(wèi)星軌道上就只有衛(wèi)星，還有大量比如“擺渡飛船”，比如將衛(wèi)星送上軌道的俄羅斯“微風級”，或者我們叫做“上面級”，或者早期的三級火箭等，都可以在軌道上留存很久，這些物體由于體積比較大，沒有燃料維持軌道，因此它們軌道維持能力極差，這有一個好處，即很快就會掉落大氣層燒毀，但由于軌道變化大，甚至可能還在翻滾，因此對它們的準確軌跡確定是比較困難的。 早期都對此不作處理，任其游蕩，在現代火箭發(fā)射中，基本都會對留軌物體做軌道無害化處理，即控制其早日墜毀，但這已經是2000年以后的事情，從1957年開始到2000年初，人類不知道送了多少個物體上太空，而絕大多數都留存在近地軌道。 另外一個就是人為產生的垃圾，上文說明了反衛(wèi)星試驗，這是其中一種，另一種則是宇航員在工作時不慎遺失工具，還有更惡劣的是國際空間站美國宇航員在幾年前將太空垃圾直接丟棄，這種行為將嚴重影響航天器的安全。 英國一些航天專家提出一個捕獲軌道碎片的方法，向目標發(fā)射一個網罩增加其阻力，使其加速墜落大氣層的計劃，或者也有使用激光加熱使其改軌道下降等，但無論哪個都不可能在一時半會達到徹底清理近地軌道目的的，因為碎片實在是太多了，清理的成本將會超過以往將其送上太空的成本，因為當年送上來的是一顆，現在有可能是N顆。 |
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