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太空垃圾泛滥带来商业机会?加拿大初创欲建卫星星座,追踪空间碎片

北极蚊子 2019-9-26 14:43

在愈发拥挤的太空里,这家公司想通过发射更多的卫星来帮助解决太空碎片问题。

加拿大初创公司 NorthStar Earth & Space (下称 NorthStar )成立于 2015 年,总部位于加拿大蒙特利尔,是一家服务于林业、农业、城市规划,以及太空物体跟踪的软件分析公司。

现有的太空碎片检测系统主要基于地面雷达或望远镜进行,但这种监测方式常常受到天气的限制,对尺寸在 10 厘米以下的太空碎片也常常束手无策。因而 NorthStar 提出要组建一个卫星星座,以更好追踪细小的太空碎片,该公司将有望打造首个具备监测太空碎片能力的商业卫星星座。

(来源:NorthStar )

Crunchbase 资料显示,公司已经在 2018 年 11 月完成了 3800 万美元融资,根据麻省理工科技评论报道,这笔投资中约有 1000 万美元来自加拿大政府。

Northstar 正在与太空联盟公司(The Space Alliance)共同设计一个由 40 颗卫星组成的星座,具备监测和跟踪空间碎片的能力,目前还未到产品生产阶段。公司计划 2021 年能够正式开始提供商业服务。

根据 Space News 此前报道,Northstar 单个卫星重量预计约为 700 公斤。它们将携带用于地球观测的高光谱和红外摄像机,以及用于监测轨道的光学摄像机,其中包括了低、中和地球同步轨道。同时他们的软件将对产生的数据进行分析,最终预测潜在的碰撞风险。

众所周知,我们的太空正在变得更加拥挤,为了追踪太空垃圾而发射更多的卫星上天,看起来多少显得有点不合逻辑,甚至这些卫星本身也可能带来更多的太空垃圾。

不过,这么做的必要性在于,现有监测手段无法应对量大且体积小的太空碎片。

目前追踪空间碎片的工作主要都由地面上的雷达系统或望远镜完成,但地球大气会对所得数据的精确性产生影响,地面还需要对相关数据进行进一步处理。

太空观测公司 ExoAnalytic 首席执行官 Doug Hendrix 在一次采访中表示, ExoAnalytic 拥有并运营着 300 多架望远镜,这些望远镜可以观测到最小 10 厘米的近地轨道天体。但只拥有地面望远镜意味着该公司只能在合适的条件下进行观测,大气层、多变的天气都会影响观测结果。他说:“我们从地面观察低轨道地球卫星的能力是有限的。

而纽约州立大学水牛城分校的轨道碎片专家 John Crassidis 表示,在太空中的追踪系统则不存在这一问题。

除此之外,卫星也能有更好地观测位置,尤其是当卫星位于更高的轨道高度上时(如地球静止轨道),将能让单个卫星在更广的范围内追踪碎片,提高发现碎片的能力以及精准度。

图|太空垃圾模拟图(来源:欧空局)

太空碎片已经成为一个越发严重的问题。欧洲空间局的一份统计显示,截止 2019 年 1 月,根据统计模型估计的在轨碎片数量接近 1.3 亿个,其中尺寸 10 厘米以上的约为 3.4 万个,尺寸在 1 厘米以下的占据了绝大多数,数量约为 1.28 亿。但如此多的太空碎片中仅有 2 万余个正在受美国军方持续监测,绝大多数碎片都处于无法监控的状态。

这无疑留下了巨大的风险ーー大多数碎片以每小时超过 3 万公里以上的速度围绕地球旋转,这意味着一块小到 0.2 毫米的碎片仍然可以对卫星造成重大损害。

未来几年里,人造卫星的总数将会呈指数增长,根据欧洲航天局的统计数据,到目前为止,地球上空各类人造卫星的总数约为 5000 个,其中还在正常运作的约为 2000 个。但多个国家政府和民营太空公司都在酝酿着宏伟的卫星组网计划,可以预见在轨卫星总数将很快达到数万颗。仅 SpaceX 一家,计划发射的 Starlink 卫星就达到了 1.2 万个,这个数字已远超过去 60 年发射卫星的总数。

越来越拥挤的轨道必然会让卫星与碎片碰撞的风险高了不少。近年来,全球范围内已经涌现了多个航天企业,欲通过不同的方案解决太空碎片的问题。

全球范围内已经有数家类似 NorthStar 的公司成立,包括Astroscale、RemoveDEBRIS、CleanSpace One、E.Deorbit、Brane Craft 和 Leolabs 等。除此之外,美国军方正在发射自己的卫星星座来支持碎片跟踪。

(来源: Astroscale)

不过对商业公司来说,这么做带来的成本和收益是一个至关重要的问题。卫星的建造、发射到后续的维护都需要巨额的支出,更重要的是,究竟有谁愿意为这一服务买单?这是一个到目前都尚无定论的问题。

对这一问题,Astroscale 公司认为,如今人们越来越认识到轨道碎片所造成的严峻问题,尤其是那些由成百上千颗卫星组成的巨型星座,更是对太空碎片的影响束手无策,为此他们需要专业的“太空清洁工”,诸如 SapceX 的 Starlink 和 OneWeb 等巨型的星座将会为此买单。

对于这些公司未来的发展,还有一种普遍的观点认为,与 NASA 等政府部门合作,积极参与到官方的太空垃圾清除项目中是必然的路径,相反,一味依赖商业公司的订单只会使公司自身的运营风险被极大地拉高。

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