為什麼空間碎片清理可能成為國家安全威脅

作為一名研究太空法和政策的國際關係學者,我逐漸意識到大多數人並不完全理解:處理空間碎片既是一個國家安全問題,也是一個技術問題。

考慮到環繞地球的碎片只是人類任務路徑上的一個障礙,這是天真的。由於外層空間活動深深植根於地球上的地緣政治,因此碎片所構成的隱藏挑戰是空間技術的軍事化,旨在清理它。

需要說明的是,空間碎片帶來了相當大的風險 但是,為了理解這些風險,我應該解釋它是什麼以及它是如何形成的。“空間碎片”一詞指的是已經不復存在的人造物體,這些物品是從太空時代早期的活動遺留下來的遺物。隨著時間的推移,這個定義已經擴展到大大小小的東西,比如廢棄的助推器,退役的衛星,剩餘的鑽頭,飛船,螺絲刀,工具,螺母和螺栓,碎片,丟失的手套,甚至是油漆斑點。

從 我們可以跟蹤和編目的大於5-10釐米的地球軌道上的 23,000塊碎片到我們無法實現的數以億計的碎片,毫無疑問,以致命速度晃動的大小物體都會危及外層空間的民事,商業和軍事任務的前景。你可以選擇電影“重力”出錯的地方,但令人難以忘懷的是,軌道碎片雲毀壞了設備並在撞擊時殺死了三名宇航員。無論其大小如何,空間碎片對人類和機器都是致命的。

截至2018年初,歐洲航天局(歐空局)估計迄今為止已發生大約500次破裂,碰撞,爆炸或其他碎裂事件,造成空間碎片。其中一些事件是由事故引起的。美國國家航空航天局報告了 1996年 7月歐洲助推器與法國航天器發生碰撞時,太空中兩個物體首次發生碰撞 。這一事件造成了一塊新的碎片,它本身已被迅速編目。然而事故也會對增加碎片雲產生重大影響。在 2009年,為有史以來第一次,一個正常運作的美國通信衛星,銥33,與非功能俄羅斯一個,宇宙2251相撞,因為它們都經過極端西伯利亞北部。這次單一崩潰產生的不僅僅是 2,300個 碎片碎片。


為什麼空間碎片清理可能成為國家安全威脅

計算機生成的地球軌道中物體的圖像,目前正在被跟蹤。該圖中大約95%的物體是軌道碎片,即不是功能性衛星

自然分裂與故意破壞

舊航天器的破裂也可能影響空間碎片。2015年2 月,一個名為USA 109的國防氣象衛星計劃(DMSP-F13)航天器由於電池故障而在20年前上升。它可能貢獻了100個由地球上的軍用雷達跟蹤的碎片,也可能還有 5萬個 大於1毫米的碎片,因為它們太小而無法跟蹤。由於衛星原始的高海拔,所有這些碎片將在軌道上停留數十年,給其他航天器帶來風險。2015年11月,由於可能的電池故障,另一顆退役的美國氣象衛星NOAA-16在碎片雲中添加了136個新物體。

值得注意的是,碎片本身也可能碎裂。2018年 2月,烏克蘭 - 俄羅斯Zenit-3F火箭上層廢棄的坦克破碎。

無論是自然軌道衰變還是受控再入,碎片也可以回落到地球上 。幸運的是,大多數此類墜落的碎片落在地球的海洋中。但有時它不會,隨著碎片雲的大小增加,以及預計的商業小型衛星艦隊成為現實,這些罕見事件可能在未來幾年成為更大的危險。據報道,據報道,部分Zenit火箭碎片最終 在秘魯墜毀。最近的一次此類事件剛剛發生在2018年10月。美國軍方 在加利福尼亞州漢福德的一個核桃園裡發現了一顆十年或者太舊的銥衛星燃料箱 。

然後是高度公開的故意事件,增加了碎片雲。在 2007年,中國使用陸基直接上升導彈拿出自己的老化氣象衛星,這顆-1C。這次活動造成了大約3400件碎片,在腐爛之前會存在幾十年。

中國的行動被廣泛視為反衛星試驗(ASAT),這是該國軍事太空能力不斷擴大的信號。擊落衛星以獲得回到地球上的軍事優勢的能力暴露了威脅的基本性質:那些最依賴太空資產的人 - 即美國,估計 目前有1,886人佔總數的46%衛星 - 也是最容易受到故意造成的空間碎片的影響。毫無疑問,在這種情況下,侵略者也將失敗 - 但如果你對空間更大的競爭對手遭受更嚴重的打擊,那麼附帶損害可能是值得的。

隱形“反太空競賽”

用於對抗軌道碎片的 政府 或 商業解決方案 - 無論是激光器,網絡,磁鐵,繫繩,機器人武器還是共軌衛星 - 都只是推動了在外太空占主導地位的隱形競賽的前景。

捕獲或摧毀或拖走碎片的相同技術可以對功能正常的航天器做同樣的事情。由於沒有人能夠確定這種擬議的“商業” 空間碎片清理技術背後的意圖 ,政府將爭先恐後地超越其市場競爭對手。重要的是你用兩用技術來對抗空間碎片的方式和意圖,在世界秩序變化的時候更是如此。無論是新舊太空大國,都可以輕易地將其軍事意圖掩蓋在對碎片危害的合理擔憂和可能的商業解決方案中。現在有一些關於太空垃圾清除技術的公開 評估 可以加倍作為軍事計劃,如激光或獵人。

這個 市場和軍隊的融合 是不是一個陰謀,但現實。如果你是像美國那樣在經濟和軍事領域嚴重依賴太空資產的大國,那麼你很容易受到軌道碎片和清理技術的影響。你的盟友和你的對手都知道這一點。

這就是我們如何在一場反太空競賽中結束,這與祖父的太空競賽完全不同。從根本上說,這場新的競賽反映了當今同行或近鄰競爭對手不穩定的地緣政治,並且在任何領域都無法擺脫它。就像在地球上一樣,在宇宙中,世界上最大的太空力量 - 美國,中國,日本,俄羅斯,印度 - 已經從僅僅是太空態勢感知轉變為全力以赴的戰鬥空間意識。如果事情順其自然,涉及軌道碎片的偶然或蓄意事件將蓄意破壞外層空間的和平前景。

那麼我們如何向前邁進,以便外層空間對所有大國保持安全,可持續和安全,無論大小?這不是任何一個國家 - 無論多麼偉大 - 可以自己成功實現的任務。解決方案不僅必須是技術或軍事解決方案。為了和平解決方案,必須由世界的太空大國,領導人和思想家積極地建立威懾和外交以及公眾意識。


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