空间碎片对人类航天器的威胁

美国国家航空航天局在绕地球轨道运行时跟踪超过500,000件碎片或“太空垃圾”

它们的行进速度高达17,500英里/小时,速度足以让相对较小的轨道碎片损坏卫星或航天器

空间碎片的数量增加了对所有航天器的潜在危险,但特别是国际空间站,航天飞机和其他航天器与人类在NASA上的航天器严重碰撞空间碎片的威胁,并有一套长期的指导方针处理每个潜在的碰撞威胁这些指南是更大的决策辅助工具(称为飞行规则)的一部分,它指明了一块碎片的预期接近程度何时增加碰撞的可能性,以避免采取规避行动或其他预防措施以确保需要船员的安全轨道碎片空间碎片包括天然(流星体)和人造(人造)粒子流星体在轨道上太阳,而大多数人造碎片在地球轨道上运行因此,后者通常被称为轨道碎片轨道碎片是轨道周围的任何人造物体,不再起到有用的作用这种碎片包括无功能航天器,废弃的运载火箭阶段,与任务相关的碎片和碎片碎片有超过20,000块碎片比围绕地球运行的垒球更大它们以高达17,500英里/小时的速度行进,速度足以让相对较小的轨道碎片损坏卫星或宇宙飞船有大约500,000块大小为大理石或更大的碎片有数百万块碎片太小而无法跟踪即使是微小的油漆斑点也会在以这些速度行进时损坏航天器事实上,由于被分析并显示为油漆斑点的材料造成的损坏,已经更换了许多航天飞机窗户“对太空mi的最大风险ssions来自不可跟踪的碎片,“美国国家航空航天局轨道碎片首席科学家尼古拉斯约翰逊说,由于轨道碎片如此之多,几乎没有发生过灾难性的碰撞

1996年,法国一颗卫星遭到法国火箭碎片的撞击和破坏

十年前发生爆炸2009年2月10日,俄罗斯一颗已停止使用的卫星与一颗正常运行的美国铱星商业卫星发生碰撞并相互摧毁

这次碰撞在太空垃圾中国2007年反卫星试验库存中增加了2000多块可追踪碎片

用于摧毁旧气象卫星的导弹,在碎片问题上增加了3000多枚碎片跟踪碎片国防部在地球轨道上的物体上保存了一个高度准确的卫星目录,这些目录比美国国家航空航天局的垒球大,国防部合作并分担责任以表征卫星(包括轨道碎片)环境国防部的太空监视网络将离散物体视为小型物体l低地球轨道直径2英寸(5厘米),地球同步轨道约1码(1米)目前,约有15,000个正式编目物体仍在轨道上追踪物体总数超过21,000个使用特殊的地面传感器对于返回的卫星表面进行检查,NASA统计确定直径小于4英寸(10厘米)的物体的人口范围

根据威胁的大小,碰撞风险分为三类

对于4英寸(10厘米)或更大的物体,联合评估和防撞机动可有效对抗可由太空监视网络物体跟踪的物体

物体通常太小而无法跟踪,太大而无法屏蔽碎片防护罩可有效抵抗小于半数的粒子撞击英寸(1厘米)规划和反应碎片美国宇航局有一套长期以来的指导方针用于评估这种近距离通行证的威胁是否足以保证规避行动或采取其他预防措施以确保船员的安全这些指导原则上绘制了一个假想的盒子,称为“披萨盒”,因为它的扁平矩形形状在太空飞行器周围这个箱子大约一英里深,30英里宽,30英里长(15 x 50 x 50公里),车辆在中心 当预测表明碎片将足够接近关注并且跟踪数据的质量被认为足够准确时,休斯敦和莫斯科的任务控制中心共同努力制定谨慎的行动方案有时候这些遭遇是提前知道的是时候稍微移动车站,称为“碎片回避机动”,以便将碎片保持在箱外

其他时候,跟踪数据不够精确,无法保证这样的机动或者没有及时发现近距离通行证在这些情况下,控制中心可能会同意最佳行动方案是将机组人员送入用于运送人员进出车站的联盟号宇宙飞船

这样可以有足够的时间将这些宇宙飞船与车站隔离开来在发生破坏性碰撞时关闭舱口如果碰撞导致生命支持模块失去压力,机组人员将能够离开车站或损坏的关键部件如果发生紧急情况,联盟号可作为机组人员的救生艇任务控制部门还可以选择采取额外的预防措施,例如在某些部队的模块之间关闭舱口,如果碰撞的可能性足够大机动航天器避免轨道碎片美国航空航天局有一套长期的指导方针,用于评估轨道碎片接近航天器的威胁是否足以保证规避行动或采取预防措施以确保船员的安全防止碎片机动当联合体发生碰撞的概率达到航天飞机和空间站飞行规则中设定的极限时计划如果碰撞概率大于100,000的1,如果它不会对任务目标产生重大影响,将进行机动它大于10,000中的1,将进行一次机动,除非它会给机组人员Deb带来额外的风险避让机动通常很小,并且在结合时间之前的一个到几个小时内可以在​​几小时内计划和执行穿梭机的碎片避免机动这种与空间站的机动需要大约30个小时来计划和执行由于需要使用该站的俄罗斯推进器,或其中一个停靠的俄罗斯或欧洲航天器上的推进系统在过去10年中,已经进行了几次与航天飞机和火车站的防撞机动,NASA实施了联合评估和防撞1988年STS-26航天飞机任务开始之前人类太空飞行的进程在1998年国际空间站的第一个元素发射之前,美国国家航空航天局和国防部联合开发并实施了一项更为复杂和更高保真的人类太空任务联合评估程序2005年, NASA为选定的机器人资产(如t)实施了类似的流程地球同步轨道中的低地球轨道和跟踪和数据中继卫星系统中的地球观测系统卫星2007年,NASA将联合评估过程扩展到地球同步轨道国防部联合124英里(200公里)内的低地球轨道内的所有NASA机动卫星

太空作战中心(JSpOC)负责按照既定时间表对所有指定的NASA太空资产进行联合评估(人类太空飞行器每8小时一次,机器人车辆每周一至周五).JSpOC通知NASA(约翰逊航天中心人类符合既定标准的航天飞行和戈达德太空飞行中心机器人任务JSpOC任务空间监视网络收集威胁对象的其他跟踪数据,以提高联合评估的准确性NASA根据未命中距离和不确定性计算碰撞概率由JSpOC提供根据具体的飞行规则和详细的风险分析,NASA决定是否需要进行防撞机动如果需要机动,NASA会向JSpOC提供计划的机动后轨道数据,用于近期连接的筛选

如果计划的话,可以重复此过程新轨道使NASA车辆面临未来与相同或另一个空间物体碰撞的风险 - 网上:

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