空間交通，該有人管管了

文/松堂

在2021年的航天活動(dòng)中，發(fā)生了兩件讓人憂心忡忡的事件。首先是在馬斯克的星鏈星座當(dāng)中，有兩顆衛(wèi)星分別在降軌和升軌過(guò)程中嚴(yán)重威脅到了中國(guó)空間站的運(yùn)行。然后是俄羅斯魯莽地實(shí)施了一次反衛(wèi)星試驗(yàn)，在440千米高空擊毀了一顆蘇聯(lián)時(shí)代就報(bào)廢的軍用衛(wèi)星，造成的碎片不僅逼迫國(guó)際空間站緊急避險(xiǎn)，還威脅到了中國(guó)的遙感衛(wèi)星。這些事件的發(fā)生，讓整個(gè)航天業(yè)界都深刻感受到，建立空間交通管制的全球體系已經(jīng)勢(shì)在必行。

▲ 星鏈大規(guī)模發(fā)射讓人們對(duì)未來(lái)太空交通安全產(chǎn)生了深深的憂慮

星鏈與反衛(wèi)星帶來(lái)的太空險(xiǎn)情

2021年5月16日至6月24日期間，美國(guó)太空探索技術(shù)公司的星鏈1095衛(wèi)星因?yàn)槭フ９ぷ髂芰?，從原本運(yùn)行的555千米軌道上持續(xù)降軌。到了7月1日，該星鏈衛(wèi)星向中國(guó)空間站靠近。為了保持安全，中國(guó)空間站及時(shí)采取了緊急避碰措施，避免了與該衛(wèi)星的碰撞。10月21日，星鏈2305號(hào)衛(wèi)星在上升進(jìn)入預(yù)定軌道的過(guò)程中，再次與中國(guó)空間站發(fā)生了近距離接近事件，為確保在軌航天員安全，中國(guó)空間站于當(dāng)日再次實(shí)施緊急避碰。這兩件事引起了軒然大波，讓人們對(duì)未來(lái)太空交通安全產(chǎn)生了深深的憂慮。

然而，2021年的太空交通安全事件還沒(méi)有結(jié)束，俄羅斯在接近年底的時(shí)候搞了一次反衛(wèi)星試驗(yàn)，再度造成險(xiǎn)情。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，按照美國(guó)的說(shuō)法，人類(lèi)一共實(shí)施了4次反衛(wèi)星試驗(yàn)，其中包括2008年美國(guó)實(shí)施的燃燒冰霜反衛(wèi)星試驗(yàn)，最近的這次就是2021年11月俄羅斯反衛(wèi)星試驗(yàn)。

▲ 準(zhǔn)備釋放的星鏈衛(wèi)星

雖然幾家都干過(guò)，但美國(guó)卻表示，自己的試驗(yàn)高度比較小，試驗(yàn)結(jié)束后，所有碎片都返回大氣層燒毀，其他國(guó)家的試驗(yàn)卻造成了長(zhǎng)期在軌飛行的空間碎片。除了碎片，衛(wèi)星撞擊事件也不是沒(méi)有發(fā)生過(guò)。發(fā)生在 2009年的俄羅斯退役衛(wèi)星撞擊美國(guó)銥星，就是個(gè)最典型的例子。當(dāng)時(shí)太空中的衛(wèi)星還比較少，但是如今，美國(guó)大量發(fā)射低軌道星座衛(wèi)星，所引發(fā)的撞擊風(fēng)險(xiǎn)就更高了。

然而，馬斯克卻對(duì)太空垃圾問(wèn)題不以為然。2021年12月30日，馬斯克在接受英國(guó)媒體采訪的時(shí)候表示，太空極其浩瀚，衛(wèi)星卻非常小，所以他的衛(wèi)星不會(huì)阻擋任何人做任何事。他甚至表示，衛(wèi)星軌道就像包圍地球外圍的“殼”，軌道高度只要增加10米左右，就能再來(lái)一層衛(wèi)星，對(duì)浩瀚的宇宙來(lái)說(shuō)，幾千顆衛(wèi)星占用的空間微不足道。他甚至說(shuō)，這就像地球上有幾千輛汽車(chē)一樣，不算什么事兒。然而，相當(dāng)多專(zhuān)家評(píng)論，他的說(shuō)法完全不能接受。

任何交通都是從無(wú)序到有序

▲ 中國(guó)空間站效果圖

馬斯克這樣的說(shuō)法，僅僅是從體積上來(lái)討論的。如果把很多衛(wèi)星一顆一顆排列在一起，靜止不動(dòng)，地球表面就可以找到空間來(lái)容納這些衛(wèi)星。然而衛(wèi)星在外層空間，是沿著不同軌道高速運(yùn)動(dòng)的。在比較低的軌道上，衛(wèi)星的速度基本上都接近第一宇宙速度。脫離交通安全問(wèn)題討論衛(wèi)星數(shù)量，基本上就是耍流氓了。哪怕在陸地高速公路上，按最高時(shí)速120公里計(jì)算，車(chē)輛速度不過(guò)每秒30多米，也已經(jīng)需要保持安全車(chē)距并保持車(chē)道基本穩(wěn)定。在第一宇宙速度之下，不討論衛(wèi)星軌道、相位的間隔就直接討論數(shù)量，是不合理的。

另外，人類(lèi)的任何交通都是從無(wú)序到有序的。早在中國(guó)周朝，就制定了道路建造的基本規(guī)范，并且設(shè)置了“司險(xiǎn)”這個(gè)職位來(lái)管理交通。秦統(tǒng)一六國(guó)后，把“車(chē)同軌”作為大一統(tǒng)的重要工作。古羅馬時(shí)代就制定法規(guī)，出現(xiàn)了世界上最早的道路單向通行制度，制定了每天進(jìn)城的馬車(chē)數(shù)量上限。

現(xiàn)代意義上的交通管理，在17和18世紀(jì)就出現(xiàn)在歐洲了。可以說(shuō)，對(duì)于要不要搞交通管理這個(gè)問(wèn)題，人類(lèi)早就通過(guò)實(shí)踐，得到答案了。太空時(shí)代的人類(lèi)應(yīng)該有前瞻性和預(yù)見(jiàn)性，總不能把古人的歷史經(jīng)驗(yàn)都當(dāng)空氣吧？因此，馬斯克在受到批評(píng)后，不但不討論空間交通管理問(wèn)題，反而強(qiáng)詞奪理，為自己辯解，是非常不負(fù)責(zé)任的。

到底有多少衛(wèi)星會(huì)上天

天基互聯(lián)網(wǎng)星座的前景，吸引了相當(dāng)多創(chuàng)業(yè)者和投資者。如今，國(guó)際電聯(lián)收到的超級(jí)星座申請(qǐng)已經(jīng)不計(jì)其數(shù)，其中很多申請(qǐng)甚至提出要發(fā)射幾十萬(wàn)顆衛(wèi)星，根本就不切實(shí)際。加上各類(lèi)遙感星座、物聯(lián)網(wǎng)星座、導(dǎo)航增強(qiáng)星座的發(fā)射計(jì)劃，如果不進(jìn)行空間交通管制，今后的地球軌道一定是亂作一團(tuán)。

我們僅僅在這里討論幾個(gè)比較靠譜的計(jì)劃。

首先是貝索斯，他的亞馬遜公司計(jì)劃建立一個(gè)3236顆衛(wèi)星的互聯(lián)網(wǎng)星座。其次是正在部署第一代星座的一網(wǎng)公司，這一代星座大概只有六七百顆衛(wèi)星，聽(tīng)起來(lái)還是很收斂的。但是它打算發(fā)射的第二階段星座規(guī)模就很?chē)樔肆?，?shù)量達(dá)到47844顆。不過(guò)很快，一網(wǎng)公司就恢復(fù)了理智，把星座規(guī)?？s小到6372顆。剛剛實(shí)現(xiàn)了入軌發(fā)射的美國(guó)阿斯特拉公司在2021年11月4日向美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)提交了一份申請(qǐng)，要求部署一個(gè)由13600多顆衛(wèi)星組成的寬帶星座，分3個(gè)階段部署。這家公司雖然建立不久，但顯然背景深厚，火箭發(fā)射失敗多次，美國(guó)軍方依然不離不棄地提供資助。所以它的超級(jí)星座也不能認(rèn)為是夢(mèng)話。

有咨詢企業(yè)認(rèn)為，我們生活在一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新的時(shí)代，全球有大量的現(xiàn)金儲(chǔ)備，所以不用擔(dān)心超級(jí)星座找不到投資，它們所缺少的就是講故事的能力而已。這些超級(jí)星座如果都變成現(xiàn)實(shí)，一定會(huì)引起衛(wèi)星和碎片、衛(wèi)星和衛(wèi)星及其他航天器碰撞的風(fēng)險(xiǎn)，引發(fā)巨大的空間交通安全問(wèn)題，不做嚴(yán)格管理是行不通的。

▲ 馬斯克還向太空發(fā)射過(guò)跑車(chē)

▲ 國(guó)際空間站一度頗受影響

▲ 星鏈衛(wèi)星已經(jīng)嚴(yán)重影響了天文觀測(cè)

一網(wǎng)星座