第三问:目前有哪些技术可以应对空间碎片撞击风险?
一直以来,人类都在探索空间碎片的应对办法。庞之浩说,目前预报空间碎片撞击风险主要依靠监测技术和数据分析模型,处理风险则通过主动规避、被动防护以及碎片清除等多种手段相结合。
预报空间碎片撞击风险的技术主要有两类。一是光学观测技术,利用望远镜和相机捕捉碎片反射的太阳光,这适用于高轨道碎片的探测;高精度光学系统结合图像处理技术,可分辨直径10微米以上的微小碎片,通过多站联合观测,能综合分析碎片轨迹,减少轨道不确定性,提升预警准确性。
二是雷达监测技术,通过发射电磁波并接收反射信号,探测空间碎片的位置和速度。该技术具有全天候、远距离探测能力。高分辨率雷达系统可提供厘米级探测精度,有效识别不同尺寸的碎片,例如美国空间监视网络,可探测到直径大于10厘米的碎片。
近年来,一些新技术不断出现,例如激光雷达技术可以提供高时间分辨率,实时更新碎片位置,结合自适应光学技术,还能克服大气干扰,提升夜间或复杂气象条件下的探测性能;多传感器融合技术可以整合雷达、光学和激光雷达等数据,形成互补监测网络,通过数据融合算法,消除单一传感器的局限性,提高碎片识别和跟踪的准确性,同时支持三维空间重构,实时生成碎片分布图,为碰撞风险评估提供直观依据;碰撞概率分析技术可以结合轨道误差模型,在预警区域判定的基础上合理设置概率阈值,减少虚警率,提高航天器规避效率。
处理空间碎片撞击风险的技术也有多种。庞之浩说,对于尺寸超过10厘米的较大空间碎片,航天器倾向于主动实施轨道规避。面对难以观测的小型、微型空间碎片,航天器主要采用被动防护手段。科学家也在不断探索激光烧蚀、太空拖网、机械臂捕获、离子束偏转、电磁吸附清除等碎片清除技术。
此外,现代航天器也在设计上充分贯彻空间碎片防控理念,采用防爆燃料贮箱、减少外露部件,从源头上减少空间碎片产生。