

周一早上,一颗欧洲卫星在太平洋上空躲避了一颗 SpaceX 的卫星,在一次通信故障导致 SpaceX 对后续消息无响应后,它绕过了另一艘航天器。
虽然碰撞的几率仍然很低——从未超过千分之一——但这场太空中的“胆小鬼博弈”凸显了在日益拥挤的地球轨道环境中飞行卫星所面临的日益严峻的挑战。街道有交通信号灯。机场有空中交通管制员。但太空仍然是开放的,欧洲航天局(ESA)的运营商通过类似于请求病假的方式来处理周一的险情——发送一封礼貌的电子邮件并寄希望于快速回复。随着 SpaceX 和其他公司通过数千颗卫星组成的“巨型星座”构建全球互联网网络,专家们表示,只有更好的交通管制系统才能防止我们的太空基础设施崩溃。
欧洲航天局太空安全负责人 Holger Krag 表示:“我认为这不应被视为 21 世纪的常态。”
美国空军第 18 太空控制中队维护着国防部的太空物体目录,其中包含超过 20,000 个交错的太空物体,该中队提前约一周通知 ESA 可能发生碰撞(外交上称为“交会”) 。Holger 说,ESA 每天收到数百次交会预警,最初的风险太低,不值得花费宝贵的燃料进行机动。
但欧洲航天局研究风的 Aeolus 卫星以及 SpaceX 的 Starlink44 卫星(是未来互联网服务的 60 颗卫星试点计划之一)的轨道持续靠近。8 月 28 日,碰撞风险达到万分之一,促使 ESA 和 SpaceX 交换电子邮件,但双方都认为无需采取规避机动。
然而,第二天,风险达到了万分之一——这是行业采取行动的标准。ESA 再次联系 SpaceX,但没有收到任何回复。不过,这家太空机构并未因此困扰,因为他们已经知道 Starlink 卫星将保持不动——这足够的信息,让他们在改变自身航线的同时,避免一场灾难性的“走廊舞”。Holger 说:“我们实际上喜欢这样。只需要一个人采取行动。”
一位 SpaceX 发言人表示,在第一次电子邮件交流后,值班呼叫系统的错误导致他们未能看到不断上升的风险估计,如果他们知道,他们会与 ESA 进行更多沟通,以决定哪颗卫星应该移动。该发言人表示:“SpaceX 仍在调查此事,并将采取纠正措施。”
碰撞风险在 9 月 1 日达到千分之一,ESA 发送指令使其卫星进入安全状态。第二天早上,在与 Starlink44 相遇的半个轨道前,Aeolus 发动机三次点火,将高度提升了近 1000 英尺。半小时后,该卫星发回了信号,并已恢复正常的风监测活动。
本周,ESA 的运营商可能避免了制造卫星碎片,但 Krag 担心下一次——以及随之而来的许多近距离接触。仅 SpaceX 计划的 Starlink 星座就意味着现有卫星数量增加十倍,而其他公司也计划发射类似的卫星群。
随着这些数量的激增,运营商将不得不更加努力地避免碰撞。行业认为,高于万分之一的碰撞风险值得花费燃料来规避,因为尽管其中一次事件很少见,但考虑到每天有数百起潜在事件,危险开始累积。Krag 表示,在万分之一的风险水平下,运营商每年只需进行几次机动即可避免 90% 的风险,但随着更多卫星进入太空,这种计算方式将会改变。
一次失误就可能造成持久的后果。自 2000 年以来,太空碎片已增加了两倍,仅仅两次事件——2007 年中国故意摧毁其一颗卫星的试验,以及 2009 年美国和俄罗斯两颗卫星的碰撞——就向各自的轨道发射了足够多的碎片,占了这一增长的约五分之一。
许多组织正在研究如何将最危险的碎片移出快车道,但大多数专家——以及白宫——都同意,我们需要一个更好的系统来防止驱动我们地图和计时系统的机器变成分散的昂贵碎片云。Krag 说:“我们不想再写电子邮件了。我们需要协议和自动化协调。”
他首先提议通过更精确的地面观测来协助空军的追踪工作,以精确确定每个物体的确切位置。他说:“如果你能精确到一米,你就可以在 10 米内安全飞行。”
ESA 还将提议开发一个通信网络和协议——当可能发生交会时,制定固定的计划。会员卫星运营商将共享有关位置和速度的相同信息,例如,甚至可以就标准的移动计划达成一致,这样每个人都知道其他人会做什么,而无需发送一封礼貌的电子邮件。最终,Krag 希望人工智能能够自主运行整个系统。
他设想,这些巧妙的技术解决方案将说服各国选择加入该网络,但其他专家认为还需要更具体的法律框架。Secure World Foundation 的太空法律顾问 Chris Johnson 表示,任何太空交通网络还需要一种方法来解决争端和执行决策。
他说,未来的法律代码还应明确每个运营商的责任,例如及时了解碰撞风险估计,而不是等待空军的消息。就他而言,他认为 SpaceX 的通信故障是一个解释,但不是借口。“你能告诉一名警察,‘好吧,我不知道我超速了,因为我的车速表坏了’吗?”
开发更好的追踪和规避技术并就共同规则达成一致不会一蹴而就。在此期间,也许 ESA 和 SpaceX 应该建立一个 Slack 频道。