空間碎片問題日益嚴重,其威脅不僅限於地球軌道。專家警告,墜落的太空垃圾擊中飛機的風險正在上升。平均每週就有一個航天器或其一部分墜回地球大氣層;這些物體大多是空的火箭級,但也有一些是低軌道衰減後墜入大氣層的失效衛星。它們基本上就像人造流星,但由於與空氣高速碰撞產生的熱量和撕裂力,大部分無法完整存留。然而,物體的一些碎片,從塵埃大小的顆粒到整個推進劑箱,仍可能穿過天空墜落,這可能構成一個大問題。其中一塊碎片擊中飛行中飛機的風險雖然很小,但其增長速度已足以讓專家們開始研究如何降低這一風險。
日益增長的空中威脅
隨著衛星星座和航天器運營變得越來越普遍,脫離軌道的空間碎片風險只會增加。根據卑詩大學(University of British Columbia)研究人員一份將於2025年初發表的論文,未來一年內,空間碎片在一次不受控的再入過程中,有26%的機率會穿過世界上最繁忙的一些空域。而碎片實際擊中飛機的機率雖小但可衡量:根據2020年的一項研究,到2030年,任何一趟商業航班撞上墜落空間碎片的機率可能約為千分之一。歐洲太空總署(European Space Agency)空間碎片系統工程師維爾吉利·巴斯蒂達(Benjamin Virgili Bastida)向Space.com表示:「飛機可能受到小得多的碎片影響。例如,飛機飛越火山灰是危險的,因為有小顆粒。類似的情況也可能發生在再入的碎片上。」
從長征火箭事件吸取教訓
太空垃圾影響空中交通最著名的事件之一發生在2022年11月,當時一枚中國長征五號B(Long March 5B)火箭的核心級再入地球大氣層。這是長征五號B第四次進行不受控再入,此次其地面軌跡經過西班牙上空,引發了大規模的空域關閉。這個重約20噸的核心級比大多數墜入大氣層的航天器和火箭部件要大得多。儘管這是一個異常事件,但長征火箭事件很好地說明了潛在的危險以及需要更具體而非廣泛的警告。近年來還有其他幾次驚險事件和空域關閉,例如據稱在2025年夏天,一個SpaceX航天器在歐洲空域上空再入,也促使了空域關閉。
尋求解決方案:數據與協調
目前要準確預測一個不受控的衛星將在何時何地墜入大氣層仍然非常困難。巨大的不確定性給空中交通管制員帶來了艱難的選擇:要麼不採取行動,冒著生命危險(即使機率很小),要麼關閉大片空域,這將不可避免地造成數百萬美元的損失和數小時的交通延誤。例如,2022年西班牙因長征五號B關閉空域,導致超過300個航班延誤、取消或改道。安全世界基金會(Secure World Foundation)的太空與航空分析師克里斯滕森(Ian Christensen)表示,美國聯邦航空管理局(FAA)和國際民用航空組織(International Civil Aviation Organization)已在與發射行業合作,為火箭發射制定更精確的空域關閉措施,這些努力也可能適用於應對返回的碎片。
為了實現更精準的預測,需要更好的數據。歐洲太空總署即將在2027年底發射的DRACO(破壞性再入評估容器目標)任務,將詳細測量一顆小衛星在墜入地球高層大氣時如何解體。此外,由13個太空機構組成的機構間空間碎片協調委員會(Inter-Agency Space Debris Coordination Committee)每年都會進行再入活動演習,以測試和完善預測模型。維爾吉利·巴斯蒂達表示:「我們正在進行的研究試圖找出飛機風險的真正門檻在哪裡。我們應該在何種風險水平下做出反應?」
未來,因再入太空碎片而導致的航班關閉或延誤,可能會像現在因天氣原因造成的延誤一樣普遍。但專家們希望,未來能夠提前預測再入事件,並在飛行計劃中直接繞過受影響區域。維爾吉利·巴斯蒂達建議,雖然政策制定者和工程師需要關注此問題,但普通旅客不必為此失眠。他表示:「被太空碎片擊中的機率非常低,遠低於我們日常生活中的任何其他風險。天空不會掉到你頭上。但我們正在努力做得更好。」
來源:space.com
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