巨大卫星构成150年空间碎片威胁

一幅艺术家为轨道上的Envisat卫星绘制的插图。

德国布雷门——三年后，欧洲航天局将成为未来150年环绕地球最危险的太空碎片的所有者：重达17636磅的Envisat地球观测卫星。

航天局将控制Envisat卫星，该卫星已延长至2013年，无论走到哪里，似乎都会创下纪录。

Envisat于2002年发射，是有史以来建造的最大的非军事地球观测卫星。以今天的美元计算，它有29亿美元，是最昂贵的之一。它的任务被用户视为成功，尤其是在最初的五年任务已延长至11年的情况下。

现在，一旦退役并进入海拔486英里（782.4公里）的近地轨道，Envisat将成为空间碎片专家所说的一个巨大问题，在大约150年内不会消失。考虑到Envisat的轨道和面积质量比，它将需要多长时间才能逐渐进入地球大气层。

大卫星，大威胁7月18日至25日在这里出席空间研究委员会第38届大会的空间碎片专家表示，去年1月的一次活动清楚地表明了Envisat对近地轨道环境的威胁有多大。就在那时，美国太空监视网络警告欧空局，一枚中国火箭的3306磅（1500公斤）上级正在撞击Envisat，“会合评估”指出了可能的影响。

在Envisat仍在运行的情况下，欧空局位于德国达姆施塔特的欧洲空间运行中心（ESOC）控制设施启动了Envisat的机载推进器，以执行防撞机动。

欧洲航天中心欧空局空间碎片办公室负责人Heiner Klinkrad 7月21日在此间表示，事后分析表明，如果不进行规避机动，中国赛段可能会与Envisat相撞。一旦Envisat退役，这种机动将不可能实现。

欧空局官员更习惯于谈论中国、俄罗斯或美国的碎片问题，他们对讨论Envisat所代表的危险感到不安，尤其是因为该机构已经展示了该卫星的重大成功。

克林克拉德也不例外。但他确实表示，如果与用过的中国上层发生碰撞，很可能会用10倍于2009年一颗运行中的铱通信卫星与一艘退役的俄罗斯宇宙飞船碰撞所造成的垃圾污染近地轨道的一个高度使用部分。该事件发生在Envisat飞行的高度大致相同的地方。

巨大的卫星碎片风险仅Envisat的17636磅（8000公斤）质量就足以使其成为最严重的空间碎片威胁，尽管俄罗斯有近十几个用过的火箭末级的重量与Envisat相当或更多。

但Envisat在轨道上的配置使其成为一个独特的问题，甚至超过了它的重量。这颗卫星在轨道上的尺寸是26米乘10米乘5米。它的一套观测仪器使用了一小群天线，这些天线在轨道上运行了十年后可能变得更加脆弱。这意味着，即使是一小块碎片——太小而无法由太空监视网络编目——也可能导致碎片专家所说的“碎片事件”，从而产生自己的太空垃圾。

对Envisat轨道上空间碎片环境的分析表明，在卫星留在轨道上的150年里，卫星与另一块垃圾相撞的可能性为15%至30%。但这种可能性是基于目前近地轨道上的空间碎片数量在这一时期保持不变——没有人认为这种情况是不可能的。

美国国家航空航天局的评估是，即使世界上的航天国家今天停止了所有发射，近地轨道上的碎片数量也将在半个世纪内继续增加，因为碰撞增加的数量比大气阻力的自然清洁作用更快。

Envisat项目经理表示，由于许多原因，包括产业政策和总体项目成本，Envisat是用法国Spot 4光学地球观测卫星使用的燃料箱建造的，该卫星的发射重量不到Envisat的一半。

有了这么小的燃料箱，任何将卫星轨道降低到可以重新进入大气层的位置的尝试都意味着Envisat在发射几个月后退役。

欧空局官员坚持认为，在设计Envisat时，有关碎片处置的国际准则并不有效。

太大了，不能掉下来

使Envisat退役后的状况更加复杂的是，该卫星太大，无法漂移到地球大气层中。新兴的欧洲空间安全法规要求，必须引导足够大的空间硬件，使大块的空间能够在重返大气层时幸存下来，以便它们在南太平洋等无人居住地区上空进入大气层。

Astrium Space Transportation的Jurgen Starke表示，法国现行法律——法国对欧洲圭亚那航天中心航天港拥有管辖权——要求在人口稠密地区重新进入大气层的可能性不超过万分之一。

斯塔克7月21日在这里表示，Astrium仍不确定，就Envisat而言，是将卫星提升到目前未使用的轨道上更好，还是将其引导到太平洋上空的地球大气层中更好。他说，无论哪种情况，包括发射在内，一次任务都将花费数亿美元。目前，这两种方案都不太可能得到欧空局政府的批准。