本報(bào)記者 華凌 綜合外電

　　今日視點(diǎn)

　　2012年的一天，費(fèi)米伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡遭遇驚險(xiǎn)，在飛行軌道上將與一個(gè)廢棄的衛(wèi)星狹路相逢。費(fèi)米研究團(tuán)隊(duì)情急之下在一秒中爆破了飛船推進(jìn)器，以改變其路徑。

　　在人類近半個(gè)世紀(jì)雄心勃勃的太空探索活動(dòng)中，在近地軌道上丟棄了大量這樣的人造碎片，大到火箭殘骸和廢舊衛(wèi)星，小到涂料薄層和金屬殘片。它們有一個(gè)共同的名字——地球軌道上的空間碎片，簡(jiǎn)稱軌道碎片。

　　這些“游蕩”的碎片速度約為7.5千米/秒，即使是最小的碎片撞擊到航天器上，也可能致其“重傷”，后果如災(zāi)難。而數(shù)以百萬計(jì)的人造軌道碎片（再加上天然的微流星體）聚集在近地空間，對(duì)航天器的生存構(gòu)成了重大威脅。

　　像費(fèi)米團(tuán)隊(duì)那次急中生智的調(diào)整，是需要航天器攜帶額外的燃料來執(zhí)行，而每次規(guī)避會(huì)耗費(fèi)衛(wèi)星常規(guī)任務(wù)的時(shí)間，以及付出昂貴的成本。此外，國際空間站還要讓這些執(zhí)行任務(wù)的飛行器能夠耐受住十幾次的意外撞擊。

　　據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，美國國家航空航天局（NASA）哥達(dá)德太空飛行中心的激光研究人員巴里·科伊爾和保羅要開發(fā)一種很有前景的方法，使用激光陣列限定和跟蹤軌道碎片，可以克服無源光和雷達(dá)技術(shù)的不足。碎片跟蹤器可用于定位和跟蹤廢棄的衛(wèi)星、航天器部件，及其他在低空和地球同步軌道上大部分駐留的殘余物。

　　一直以來，近地空間碎片的測(cè)量數(shù)據(jù)來自于地基雷達(dá)和光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、天基望遠(yuǎn)鏡以及對(duì)返回航天器表面的分析。其中最重要的數(shù)據(jù)源是美國空間監(jiān)視網(wǎng)、“干草堆”雷達(dá)、返回航天器表面的“長(zhǎng)期暴露裝置”和航天飛機(jī)等。

　　然而，光學(xué)望遠(yuǎn)鏡可以跟蹤陽光照射的碎片，但對(duì)于有海拔的碎片幾乎不能提供信息。此外，當(dāng)太陽照在以黑暗天空為背景的對(duì)象上時(shí)，對(duì)日出和日落基于光學(xué)的計(jì)算是有限的。并且，雷達(dá)能夠提供的只是一個(gè)范圍，而不是軌道殘骸的確切位置。瞬時(shí)定位通常精確到幾百米，而由于來自太陽風(fēng)的阻力和顆粒、軌道的變化，意味著其預(yù)測(cè)的位置將以公里的范圍而擴(kuò)大。實(shí)際上，很多碎片能夠被觀測(cè)卻無法跟蹤、確認(rèn)，因此未進(jìn)行編目。

　　新方法的靈感來自澳大利亞的研究發(fā)現(xiàn)，與其他方法相比，激光跟蹤碎片的精度將增加10倍，研究人員要使用哥達(dá)德地球物理和天文觀測(cè)臺(tái)（GGAO）加裝反射器衛(wèi)星的先進(jìn)激光測(cè)距的世界領(lǐng)先技術(shù)，在更大的規(guī)模上增強(qiáng)這種技術(shù)。

　　GGAO的48英寸望遠(yuǎn)鏡建于20世紀(jì)70年代初，作為一個(gè)研究、發(fā)展和測(cè)試激光陣列、激光雷達(dá)及天文儀器的設(shè)備，將輸出和接收激光束。該設(shè)施用來為哥達(dá)德太空飛行中心的一些航天器測(cè)高進(jìn)行在軌標(biāo)定。2005年NASA也使用這種設(shè)施確定對(duì)水星進(jìn)行飛近探測(cè)飛船的激光測(cè)高儀表現(xiàn)。

　　“軌道碎片是一個(gè)國際性的問題，所有能夠發(fā)射衛(wèi)星的機(jī)構(gòu)都應(yīng)對(duì)此擔(dān)負(fù)責(zé)任。”科伊爾說。

　　他說：“雖然很難將其去除，NASA的任務(wù)可以最小化地減少其對(duì)空間資產(chǎn)運(yùn)作的影響。他們可以發(fā)射非經(jīng)營性的航天器到不太繁忙的軌道上移除這些威脅，或讓不再工作的飛船重返大氣層燒毀。重要的是，跟蹤和監(jiān)視這些遺留物可保護(hù)未來執(zhí)行任務(wù)的飛行器免受潛在的有害沖突?！?/p>

　　NASA采用激光測(cè)距可以收集更多的數(shù)據(jù)，包括碎片的形狀、大小、軌道投影和范圍。它還可以根據(jù)物體的形狀和大小，追蹤壘球大小物體的精度達(dá)到米數(shù)級(jí)。

　　為了表明激光跟蹤的有效性，該小組計(jì)劃將GGAO激光從1.064微米更新到1.57微米，使其達(dá)到相關(guān)安全操作標(biāo)準(zhǔn)。研究人員將發(fā)射激光在天空中尋找碎片，并使用返回的光幫助估計(jì)物體軌跡及其可能運(yùn)動(dòng)的范圍。通過每次互相傳遞添加數(shù)據(jù)，以提高準(zhǔn)確度。

　　GGAO是衛(wèi)星激光測(cè)距的發(fā)源地，也是一個(gè)管理地球物理應(yīng)用全球性的地面站網(wǎng)絡(luò)。該研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)基于這個(gè)地面激光觀測(cè)臺(tái)全球網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行觀察和更精準(zhǔn)追蹤軌道碎片，從而幫助世界上現(xiàn)有的太空碎片跟蹤工作。