參考消息網11月19日報道 美國戰略之頁網站11月10日發表題為《為了衛星的安全進行太空垃圾監測》的報道稱,10月27日,國際空間站不得不燒掉它的一些燃料,以躲開一堆太空碎片。國際空間站的燃料都是由貨運飛船送上去的,代價極其高昂。“垃圾場”從距離國際空間站約320米的地方擦肩而過。這些碎片是2009年一顆廢棄的俄羅斯衛星與美國的一顆“銥星”通信衛星相撞造成的。
  太空垃圾有增無減
  如果沒有機構間空間碎片協調委員會(IADC)關於有碎片接近的提醒,那國際空間站會遭遇很大危險。IADC是一個協調信息交換和空間行動的國際組織。空間碎片是環繞在地球軌道上的一些人為和自然形成的碎片。它們的狀態以及它們所處的位置都在不斷變化。有些太空碎片墜入大氣層後燒毀,但是,總有新的事故發生或蓄意的行動給太空增添更多垃圾。目前地球軌道中,約有50多萬片人為造成的太空碎片,重約6000噸。新碎片增加的速度比現有碎片墜入大氣層燒毀的速度更快。由於摧毀這種碎片的辦法代價都非常高昂,而關於誰來買單這一點也沒有達成一致意見,所以,相關建議都被擱置了。
  與此同時,人們一致認為,應當使衛星具備在壽終正寢時離開軌道、進入大氣層(並燒毀)的能力。但是卻有許多廢棄了的衛星仍在太空,它們不具有這種能力,是持續存在的威脅。甚至有些裝有自毀裝置的新衛星在需要用到這個功能時,竟發現這種裝置不起作用,因此,地球軌道上又多了廢棄的衛星。
  有些國家蓄意這麼做,使太空垃圾的情況變得更糟。2007年,美國成為首個不得不改變一顆衛星的軌道、以避開太空垃圾的國家,此事在當時成為新聞。那些垃圾“雲”是當年早些時候中國試驗一枚反衛星武器造成的。2007年1月11日,中國發射一枚反衛星武器(即“衛星殺手”),摧毀了一顆報廢的中國氣象衛星。這顆氣象衛星運行在約850千米的高空,這個距離是多數偵察衛星運行的上限高度。“衛星殺手”擊中了那顆氣象衛星,製造了幾百萬塊碎片。大多數碎片很小,但至少有817個碎片具有危險性(長、寬或直徑至少有10釐米長)。太空有許多這樣的碎片,必須加以監視,以便避開。還有其他一些垃圾則是事故造成的結果。譬如,在中國“衛星殺手”事件一個月後,一枚俄羅斯火箭偶然爆炸,給太空軌道增加了1100多塊碎片。這兩個事件使軌道上的危險碎片增加了約15%。
  儘早防範有備無患
  儘管太空碎片很危險,但我們應當正確看待。軌道空間實際上相當大。每一“層”軌道空間都超過6億平方公里。若處在低於500公里的軌道,碎片會迅速被地球引力拉回到大氣層。儘管這相當於在約20億平方公里的軌道空間里有50萬個危險碎片,但大多數衛星只占這些軌道的一小部分,而且每90分鐘繞軌道一周。大部分碎片集中在為數不多的垃圾堆里,不過這些垃圾堆往往處在用得最多的軌道上。更重要的一點是,目前任何現役衛星撞擊到這些碎片的幾率都很小,但是隨著垃圾堆積越來越多,撞擊的幾率也在不斷增加。現在已到了衛星操作人員採取預防措施的時候了,譬如使衛星具備(在燃料耗盡之前)離開並持續提醒人們監控碰撞情況的功能。對於一顆花費數億美元建造並送入軌道的衛星來說,這被認為是一個謹慎的作法。
  目前軌道上約有900顆現役衛星,近半數屬於美國。所有衛星中,民用的約占75%(其中大部分是商用,其餘是政府的非軍用衛星)。俄羅斯的“斯普特尼克”衛星是人類有史以來送入軌道的第一顆衛星,發射於1957年。美國於1958年發射了衛星。之後,另有10個國家不甘落後。法國1965年發射其第一顆衛星。日本和中國於1970年、英國於1971年、印度於1980年分別發射衛星。以色列於1988年發射第一顆衛星。烏克蘭也在1995年發射了衛星。伊朗最近聲稱已將一顆衛星送入軌道,但沒有確鑿證據。朝鮮在2012年12月發射了一顆“死星”(未發回任何信號),一個月之後,韓國成功發射了一顆非常活躍的衛星。
  並非所有碎片都來源於碰撞。譬如,2012年底,俄羅斯運載火箭在將兩顆衛星送入軌道失敗後,其第三級發動機發生故障並導致意外爆炸。本次發射所用的“質子”火箭的最後一級發動機存在某種問題,顯然是後者剩餘的燃料引發了爆炸。這次事故製造了由數百塊新的太空碎片(第三級火箭的碎片和2顆衛星的碎片)組成的垃圾場。這件事促使衛星(和空間站)的操作人員檢查他們的軌道,以便在如果有可能與這些新的致命垃圾“雲”(迎面高速)相撞時進行軌道調整。往好的方面想,許多這些新的碎片很大塊,而且處於低軌道,因此它們將很快墜向地球並燒掉。(編譯/宋彩萍)
  
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  資料圖片:機械手清理太空垃圾想象圖(圖片源於網絡)
  
  【延伸閱讀】俄媒:俄打造統一預警系統 導彈飛機太空垃圾全能盯
  參考消息網10月21日報道 俄媒稱,俄軍方正在構建統一的戰略導彈預警系統,用於執行太空監視、對敵方發射戰略導彈進行早期預警等任務。
  俄羅斯《獨立軍事評論》周報10月17日發表題為《統一航天預警核攻擊系統》的文章稱,俄國防部長紹伊古在10月9日舉行的電話會議上表示,俄羅斯正在發展統一航天系統,以便發現彈道導彈的發射。彈道導彈現已成為核遏制力量的重要組成部分。紹伊古說:“我們將有能力發現各種類型的彈道導彈的發射,包括從公海海域或某國本土進行的導彈試驗。”
  舊預警系統破敗不堪
  此次會議磋商了對統一航天系統地面基礎設施進行測試,以及研發成熟的彈道導彈發射航天預警設備的工作。至於統一航天系統何時正式運行和列裝,具體消息並未公佈。但至少從2011年起,該系統就開始發展,地面部件逐漸投入使用。
  文章稱,統一航天系統的基礎是戰略預警系統,其是一種能預警彈道導彈發射並確認導彈發射國、導彈攻擊目標、導彈飛行時間和核攻擊規模的高精度預警跟蹤系統。這些信息能實時提供給俄羅斯領導人和軍方,為他們做出因時制宜的決策提供相關信息。
  據悉,戰略預警系統由兩大部分構成:地面戰略預警雷達和導彈預警衛星
  文章說,蘇聯解體後,當時的戰略預警系統也隨之衰落。由於不少雷達站的位置在俄羅斯境外,如哈薩克斯坦(巴爾哈什雷達站)、白俄羅斯(巴拉諾維奇雷達站)、阿塞拜疆(加巴拉雷達站)、烏克蘭(穆卡喬沃和塞瓦斯托波爾)等,地面戰略預警系統的預警能力被大大削弱。例如位於拉脫維亞的雷達站直接被摧毀了。位於烏克蘭的雷達站改為民用,本來按約定應收費向俄羅斯傳達信息,但傳來的信息都沒用。俄羅斯只能放棄它們的服務。加巴拉雷達站也不得不放棄,因為阿塞拜疆要求的租金過於高昂。
  天基導彈預警衛星系統的狀況則更糟糕,幾乎全部廢棄了。該系統最年輕的一顆地球同步衛星(“宇宙-2479”)在今年3月至4月退役。它於2012年3月發射進入軌道,原本預計服役5至7年,結果僅僅工作了兩年。原因在於進口的蓄能器出了故障,導致整個衛星的能源系統癱瘓。
  文章稱,目前還有兩顆該系統衛星位於高橢圓形軌道上,分別是“宇宙-2422”和“宇宙-2446”。它們的任務是每隔12個小時監測一下美國本土的彈道導彈發射情況。搜集的信息會實時傳遞給地面控制中心,目前俄擁有兩個地面控制中心:一個位於俄羅斯西部的卡盧加州,另一個位於俄羅斯東部的阿穆爾河畔共青城市。
  這種不可靠的老舊衛星價值約15億盧布,衛星由“質子”重型運載火箭發射升空。這種衛星使用的是三四十年前的技術。雖然它可以發現從地面發射的彈道導彈發動機噴出的火焰,但對從潛艇和水下發射的導彈無能為力。俄國防部20年前就不再訂購這種衛星。因此,最年輕的一顆這種衛星還是用蘇聯遺留下的零件組裝的。
  由於整個系統破敗不堪,恢復或繼續維持蘇聯時期的戰略預警系統已經成為不可能完成的任務。早在2011年,航天部隊司令奧斯塔片科中將就表示,俄羅斯將打造統一航天系統,它能解決導彈襲擊預警等問題。也就是說,預警導彈襲擊將是新系統的功能之一。
  
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  資料圖:俄新型早期預警雷達。(互聯網圖片)
  雷達網更新穩步推進
  專家們認為,統一航天系統不僅能發現洲際彈道導彈的發射,還能發現從水下潛艇發射的彈道導彈以及戰術導彈。這些功能至少已經有兩次得到了驗證。2013年9月和2014年9月,該系統發現了地中海水域的幾次戰術導彈發射。這其實是以色列與美國進行的反導系統測試,導彈飛行軌跡被位於阿爾馬維爾的新型雷達站追蹤到並記錄下來。
  可以很有信心的推測,統一航天系統是俄羅斯空天防禦體系的主要組成部分之一。導彈預警只是統一航天系統的功能之一,其還可用於監控領空,追蹤所有可能入侵的目標:飛機、直升機、無人機、各種射程的巡航導彈和彈道導彈;監視航天設備,清點有威脅性的太空垃圾;為反導防禦和防空部隊提供信息保障;關註外國境內的導彈測試。一些資料顯示,統一航天系統的航天設備還能為俄羅斯國防部提供通信聯絡服務。
  文章稱,從2012年起,俄羅斯開始有計劃地部署不同頻段的“沃羅涅日”雷達站,以便構建覆蓋全境的雷達監視網。目前,列寧格勒州的列赫圖西、克拉斯諾達爾邊疆區的阿爾馬維爾和加裡寧格勒州的斯維特洛戈爾斯克已經部署了“沃羅涅日”雷達站。位於沃爾庫特、巴爾瑙爾、葉尼塞斯克和奧爾斯克的同類型雷達站正在建設中。
  到2017年,軍方還打算在奧列涅戈爾斯克建設雷達站。而建於蘇聯時期的超視距雷達將進行更新改造,然後納入統一航天系統。“沃羅涅日-DM”分米波雷達和“沃羅涅日-M”米波雷達能監測到距離6000公里內的飛機和導彈等飛行設備。
  文章說,隨著克裡米亞加入俄羅斯,位於塞瓦斯托波爾的“第聶伯”雷達站有望重新加入俄羅斯的統一航天系統。據空天防禦部隊司令戈洛夫科透露,該雷達站在運算、工程和技術系統進行改造之後,將於2016年投入使用和加入戰鬥值班。
  
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  資料圖:俄新型早期預警雷達後視圖。(互聯網圖片)
  航天技術與西方差距大
  美國的IMEWS導彈衛星預警系統從上世紀70年代起列裝。目前,該系統有9顆衛星分佈在太平洋、大西洋、印度洋和歐洲上空。它們配備了紅外傳感器,主要用於監視蘇聯和中國的洲際彈道導彈發射情況。
  鑒於IMEWS導彈衛星預警系統已經老舊,它正被SBIRS天基紅外預警系統所取代。後者現有4顆地球同步衛星、2顆高橢圓形軌道衛星以及地面信息搜集和控制中心。該系統計劃總共配備24顆裝備紅外傳感器的太空跟蹤與監視系統衛星。
  俄羅斯統一航天系統主要設計者是俄羅斯彗星公司。該公司專門負責組建指揮中心和各種用途的全球信息操控系統,以及用於地面和空中操控、監視和電子通信綜合系統的軟件開發、生產和應用。軌道航天設備的設計與建造由拉沃奇金科研生產綜合體負責。瓦維洛夫光學研究所負責研製紅外線測向及測距系統。
  目前,航天設備的主要設計者還包括俄羅斯能源導彈航天集團。早在1992年,該集團就開始研發將密封設備置於非密封艙的衛星。1994年,俄羅斯天然氣工業股份公司與能源集團簽訂合同,在符合當時國際水平的進口零件基礎上研發通信衛星。
  1999年9月,“質子”火箭將工作期限為十年的第一批兩顆“亞馬爾”地球同步衛星送入軌道。隨後的“亞馬爾”系列衛星性能更加強大,由俄羅斯信息衛星系統公司和法國泰雷茲阿萊尼亞宇航公司聯合製造。由此引發了一個問題:今後俄羅斯衛星難道都將由進口和國產部件一同組裝?
  俄羅斯在航天技術方面的差距如此之大,以至於越來越多的俄羅斯航天設備在法國和英國技術平臺上建造,配備美國和日本的天線或其他重要零部件。考慮到俄羅斯航天系統集團內部的重大調整,例如“格洛納斯”系統之父烏爾利奇被解職等情況,誰將擔負起衛星研發領域的重任?完全不知道。
  我們希望,在歷經俄羅斯航天署當前的改革、一大批專家的離開之後,隨著其他領域新負責人的進入,俄羅斯航天工業能研發出符合時代需求的航天設備。在建立軌道衛星系統之後,俄羅斯航天系統能不比美國遜色,甚至還能在某些方面領先。我們能抱有這樣的願望嗎?(編譯/朱麗峰)
  
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  美國天基紅外預警衛星電腦CG圖。(互聯網圖片)
  (2014-10-21 08:53:00)
  
  【延伸閱讀】追蹤太空垃圾 洛馬公司贏得“太空籬笆”合同
  參考消息網6月5日報道 洛克希德-馬丁公司2日贏得了一項替五角大樓建造“太空籬笆”的合同。該項目可以跟蹤在環地球軌道上飛行的數十萬件殘骸碎片。
  據美國《華盛頓郵報》網站6月3日報道,這家總部設在馬裡蘭州貝塞斯達的公司擊敗雷神公司,贏得了空軍這筆價值9.15億美元、修建一套雷達系統的合同,該系統將建在太平洋的馬紹爾群島共和國。
  軍方官員說,“太空籬笆”對國家安全和日常生活至關重要,因為有太多太空垃圾正環繞地球飛行,它們可能與人造衛星相撞。而這些衛星的用途從收集情報、軍事通信、GPS導航和接收電視信號無所不包。
  這不是真正意義上的籬笆,而是一種高頻雷達,可以發現和跟蹤小塊的殘骸碎片。這些小塊的太空垃圾在經過雷達監控區時被分類和監控,最後利用龐大的計算機數據庫對其進行分析,從而預測出這些殘骸的去向,以及何時逼近到會與某物相撞的地步。
  五角大樓目前使用的系統只能跟蹤到約2萬件太空物體——與總量相比簡直微不足道。
  這套新系統能夠跟蹤到的物體數量是它的10倍,並且能跟蹤到小得多的殘骸碎片。洛克希德-馬丁公司副總裁史蒂夫·布魯斯說,現有系統能發現的物體尺寸約有籃球那麼大,而新系統能夠發現棒球大小甚至更小的東西。
  他說:“我們對太空中有什麼東西的瞭解將比我們現在更多。這是一項極重要的使命。”
  太空殘骸環繞地球飛行的速度最高可達每小時1.7萬英里(約合2.7萬公里)。據美國國家航空航天局說,以這樣的速度,即便直徑只有1釐米多,該物體的撞擊力都會像一隻時速高達300英里的保齡球。官員們說,甚至連塗料微粒都可造成損害。
  (2014-06-05 10:18:07)  (原標題:美媒:環地球軌道太空垃圾增多 威脅衛星安全)
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