作者ynlin1996 (.)
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标题[新闻] STM太空交通管理难度高 数据融合与共享
时间Tue Mar 8 17:19:05 2022
STM太空交通管理难度高 数据融合与共享成关键
https://bit.ly/3tDNn1B
数百万的太空垃圾(orbital debris),大到足以伤害卫星却又小到无法追踪,正威胁着
轨道上的永久稳定和安全。
讨论太空交通管理主要集中於三大目标:
1.从国家安全的角度追踪需要追踪的物体 (涉及太空船、太空国际工作站、卫星星群安全
);
2.从航太的角度追踪可以追踪的物体 (涉及STM太空交通运输安全);
3.使用主动清除垃圾系统清除太空碎片。
对於太空交通管理(STM)议题,美国政府缺乏对STM的实际行动,根本原因在於:无法管
理无法衡量的东西。STM系统的其中一项基本原则是在管理范围内探测、识别和准确追踪
所有物体。近地轨道管理范围必须包括所有大型太空垃圾。然而,目前仍未开发出能够有
效预测卫星活动和大型太空垃圾之间连结所需的必要技术。而低轨道太空垃圾已较过去几
年就成长了22%。
截至2021年9月,据欧洲太空总署(ESA)的太空垃圾办公室(Space Debris Office)统计
:
---自1957年太空时代开始以来,成功发射的火箭数量大约为6100次。
---送入地球轨道的卫星数量大约为12,000颗,其中约7,500颗仍在轨道上。
---目前仍在运行的卫星数量约为4,700颗。
---由美国太空监视网(U.S. Space Surveillance Network)定期追踪并维持纪录中的大型
太空垃圾数量超过29,000个。
---太空垃圾导致碎裂、爆炸、碰撞或异常事件超过600件。
---在地球轨道上的所有太空物体总质量超过9,600吨。
---透过统计模型估计,尺寸大於10公分的在轨碎片数量有3.65万个。1至10公分的有100万个
,1毫米至1公分的物体有3.3亿个。
由於感测器的覆盖面积不足,目前面临的最大挑战之一便是对全面性太空领域的意识。目
前,有一些已经开发或正在开发的系统,但没有一个系统能够达到水准之上的整合,提供
全面的太空领域意识。大多数的STM讨论聚焦於目前有在追踪的大约35,000个物体上,但
这也只是总数的0.01%。
所有多方着手的STM方法包括:太空垃圾清除,消除600公里至1200公里高度的5公分及更
小物体,再加上4π立体感测器覆盖以探测和追踪更大的物体。这些轨道上的废弃物小到
无法追踪,而且对卫星造成的损害也无法被核实或记录。尤其,必须不断且选择性地清除
部分1公分至10公分大小的废弃物体。
需要更好的数据融合以执行防撞机制
除了开发更先进的太空光学感测器外,建立防撞机制也很重要,但关键在「全面的数据融
合」,将美国政府免费提供的商业太空交通环境认知SSA数据(space situational
awareness;SSA)和其他卫星运营商的数据相结合,也要改进建模是关键,例如更精确的
卫星尺寸,而不是物体近似尺寸,以便提供卫星运营商用於精准执行防撞机制。
透过数据共享决定卫星通行权
卫星运营商之间双边协定是必要的,但也是有问题的。由於目前短期内,还看不到建立一
个总体太空交通管制机构的前景,所以可从减少卫星之间碰撞风险的最佳方法来建立一个
自组织的卫星运营商网路,其中就是提取分享安全数据,以便能更安全地运营。目前,已
有美国国会议员提倡包括开发一个开放架构的数据存储库,该数据库将结合来自政府和商
业来源的SSA数据。而区块链技术或许可以用在数据共享上,克服营运商之间的信任问题
,也去掉了人为不良操纵的过程。
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