像它那样,Mega星座即将来临。到2020年底,Spacex计划以其Starlink星座中的大约1,000个卫星发射,单手中增加了一半的轨道中的活动卫星数量。他们的一个竞争对手oneweb,打算在同一时期推出超过400个卫星,而其他公司在不久的将来飙升的额外大型星座的类似计划。随着活跃卫星飙升的数量,这也是对我们星球的轨道环境的严重不利影响的可能性。“如果你现在不采取行动,那么你将与那些没有照顾气候变化的人一样负责,”欧洲航天局(ESA)的首席战略官Kai-Uwe Schrogl说。

一种新的、有利可图的全球互联标准是这些庞大宇宙飞船群的动力。用卫星覆盖我们的星球,将高速互联网全天候地发送到地球上的任何地方,可以消除Wi-Fi和蜂窝网络连接不稳定的日子,同时也可以把目前约30亿离线的人带进数字时代。如果这些公司成功了,整个世界将会前所未有地联系在一起,互联网将变得无处不在,几乎对地球上的每个人都是如此。

实现这一目标需要一些沉重的升降,以其最内容的意义。基于U.S.的SPACEX计划推出至少12,000个卫星,可能有可能铺设另一个30000根据该公司最近提交的文件,该公司在美国上市。总部位于英国的OneWeb公司希望将大约650颗卫星环绕轨道运行,未来可能增加到近2000颗。总部位于美国的亚马逊公司计划在其柯伊伯计划中部署3000多颗卫星。包括中国在内的其他公司和国家也在关注开发类似的星座,据粗略估计,未来几十年,地球轨道上可能总共会增加5万颗以上的卫星。

如何最好地管理这种大规模的卫星潜水仍然是一个开放的问题。大约2,000个有效的航天器轨道地球已经不得不互相躲闪,以及错误,有缺陷的卫星和较小的空间碎片。Mega Constellations的出现将需要巨大的增加“碰撞避税机动”。根据Bill Beckman的说法,波音州北美航空航天局计划主任,上周在华盛顿州国际航空大会上发言,D.C.,这种演习可能会从目前的平均水平膨胀一天三个大约八小时。“我们将在澳大利亚阿德莱德弗林德斯大学的空间考古学家Alice Gorman说:”我们将在轨道上的轨道数量大幅增加。““有很多未知数,我认为没有合理的乐观情绪。”

目前还没有严格的国际规则或条例来规定公司如何在轨道上运营这类星座,监管机构一直难以应对大型星座的快速发展。来自英国Alden Legal公司的卫星专家Joanne Wheeler说:“很明显,这是前所未有的。”然而,每一家公司的计划都必须经过国家监管机构的审查,才能获准在地球轨道上运营。在英国,这是由英国航天局(UKSA)处理的,他们对OneWeb的提议进行了彻底的分析,但没有提供分析的细节。在美国,这些评估是由联邦通信委员会(FCC)负责的,该委员会要求各公司提供碰撞风险分析和安全将卫星移出轨道的建议。

SpaceX在向联邦通信委员会提交的一份文件中表示,如果其中一颗星链卫星在发射至约350公里的初始轨道高度后立即失败,其活跃的星链卫星与任何大于10厘米的物体相撞的风险最多只有0.000000303%。该公司在发给美国联邦通信委员会(FCC)的一份文件中指出:“由于SpaceX在卫星推进方面进行了投资,碰撞风险被认为是零(或接近零)。”不过该公司并未提供550公里运行高度下失败卫星的碰撞风险分析。SpaceX曾吹嘘其卫星具有躲避其他物体的自动避碰能力,尽管该系统在9月份没有运行,而且由于星链(Starlink)电子邮件通信系统的一个“漏洞”,曾与一颗名为“风神”(Aeolus)的欧洲科学卫星擦肩而过。据SpaceX发言人表示,该漏洞“已被修复”。

然而,卫星的故障不应该只是在发射后不久发生,它在执行任务的任何时候都可能发生故障。洛杉矶附近的航空航天公司(Aerospace Corporation)的高级工程专家格伦•彼得森(Glenn Peterson)表示:“我对这些大型星座的担忧是(总体)故障率。”“如果卫星出了故障,他们就不能再把它击落了。”在提交给联邦通信委员会的文件中,亚马逊被要求预测其柯伊伯计划(project Kuiper)星座的潜在碰撞风险,如果高达15%的卫星失败,这个数字很高,但也不是难以理解。美国铱星通信公司在20世纪90年代向轨道发射了一个由95颗卫星组成的星座30%那些卫星失败了。如果15%的亚马逊的卫星在轨道上失败,则公司估计了17%的几率,其中一个人将与一块空间碎片碰撞 - 潜在地打破,以创造更多的空间碎片并提高整体碰撞风险。(亚马逊拒绝为此故事提供评论。)

最坏的情况被称为凯斯勒综合症(Kessler syndrome)。在这种情况下,卫星碰撞会产生一个失控的反馈回路,产生越来越多的太空碎片。哈佛-史密森天体物理中心的乔纳森·麦克道尔说:“我认为,如果有10万颗卫星在(近地轨道上)运行,如果有多次失误和碰撞,就很有可能出现凯斯勒综合症。”“更有可能的情况是,当你到达某个点时,周围有如此多的碎片呼啸而过,你必须频繁地操纵,以至于这些星座不再实用。”

SpaceX、OneWeb和美国联邦通信委员会(FCC)表示,他们正在认真对待这些担忧。仅在过去两年,美国联邦通信委员会就批准了逾1.3万颗卫星。FCC的一位发言人表示:“FCC将通过许可程序和相关规定,包括在轨道碎片制定过程中采用的任何新规定,确保负责任的运行。”与此同时,SpaceX公司的发言人表示,任何在低轨道上失败的卫星都将“在一到五年内在地球大气层中烧毁”。不过,该公司还计划在海拔更高的1150公里处运行卫星,在那里,失败卫星的轨道寿命可能长达数百年。OneWeb也打算将卫星发射到更高的高度,但它也表示正在与专家合作,制定可持续实践的计划,比如为报废航天器提供机器人脱轨服务。

天文学家在观察宇宙时也对星座表示了担忧。SpaceX的首批星链(Starlink)卫星在黄昏和黎明的夜空中发出令人惊讶的明亮光芒,根据一些计算,这些卫星,加上OneWeb和亚马逊的提议,可能会妨碍观测。荷兰射电天文学研究所的天文学家Cees Bassa说:“在地平线以上30度的任何时间点,我们都可以看到多达140颗这样的卫星。最近建模巨型星座对夜空的影响。“天文学将是可能的,我们只需要学会处理许多通过我们观察的卫星,并且他们可能会破坏一些观察。”

尽管监管机构和组织已经参与了如何应对巨型星座的讨论,但等到任何国际协议出现时,可能就太晚了。欧洲航天局太空碎片办公室主任霍尔格·克拉格说,他们正在开发一个自动化系统来帮助卫星避免碰撞,但要到2023年才能准备好,到那时可能已经发射了数千颗卫星。“我们需要开发(这项技术),”克拉格说。“这是我们(11月底)向欧洲航天局部长级理事会提出的建议之一。”

来自安全世界基金会的克里斯·约翰逊说,尽管这些巨型星座无疑会带来一些好处,但我们不应该盲目地急于推出它们。“它们肯定是值得关注的事情,”他说。“现在冒这样的风险是不值得的。”如果发生凯斯勒综合症,地球轨道的一部分将在可预见的未来基本上无法使用,给我们的后代带来另一种环绕行星的混乱。“如果我们现在不明智地采取行动,那将对未来想要使用太空的几代人产生影响,”克拉格说。鉴于明年的新产品发布将会频繁而迅速,采取行动的机会正在迅速减少。