理论教育 空间态势感知:美国S波段太空栅栏与澳大利亚雷达追踪设施的布局与挑战

空间态势感知:美国S波段太空栅栏与澳大利亚雷达追踪设施的布局与挑战

时间:2023-05-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:图6.1位于夸贾林环礁上的美国S 波段太空栅栏设施此外还有一个将设立在澳大利亚的S 波段雷达跟踪设施。同样,美国总统签署航天政策三号令也可能为该领域发展带来潜在的复杂性,航天政策三号令责成美国商务部与国防部协调,在空间态势感知和空间交通管理能力等方面发展新的能力[6]。

空间态势感知:美国S波段太空栅栏与澳大利亚雷达追踪设施的布局与挑战

基本上有两种方法可以用来监测和跟踪轨道上的空间碎片、地球轨道上运行的航天器以及原生区域中的物体,一种是通过最近部署在太平洋地区的美国S 波段雷达跟踪系统; 另一种是在航天器上安装已针对地球轨道运行进行优化的GNSS 单元,并配备能近实时报告其准确位置的设备。当然,这仅适用于当前正在运行的航天器和能以被动方式跟踪到的空间碎片。

根据Lockheed Martin 公司与美国空军在2015—2018年签订的一项合同,一个价值10 亿美元的新S 波段太空栅栏设施(图6.1)被安装在夸贾林环礁太平洋地区,该设备将能够追踪到地球中、低轨道上约2.2 万个空间目标,该设备的灵敏度能跟踪到LEO 上直径小于10 cm 的物体。

图6.1 位于夸贾林环礁上的美国S 波段太空栅栏设施

此外还有一个将设立在澳大利亚的S 波段雷达跟踪设施。这一新设施将取代得克萨斯州和亚利桑那州早期部署的甚高频(Very High Frequency,VHF)波段雷达系统,该系统被命名为“篱笆”,其跟踪灵敏度比早期设施高10 倍[2]

其他关键的新雷达系统还包括DLR 资助的GESTRA 设施,该设施使用新的相控阵天线设计,也被称为TIRA 系统。该设施将能跟踪近地轨道上小到1 cm 大小的碎片,并将在追踪原生区域中的物体方面发挥巨大作用[3]。(www.daowen.com)

目前在中、低地球轨道上跟踪到的2.2 万个物体中,约有2 万个是没有主动控制系统的报废空间物体。这表明了一个很大的问题,即空间交通管理意味着控制空间物体的能力,但这些空间碎片物体(如废弃的火箭发动机、失效卫星等)没有办法被任何人操纵或主动使其离轨。幸运的是,临近空间中的物体通常都在一定程度上受控,除了气球外,大部分情况下能够被控制或操纵。简而言之,对原生区域实施有效的空间交通管理的可能性非常大,尤其是在国家交通管理层面。主要原因有以下3 种:

(1)受影响的飞行器或物体处在较低的高度,因此更容易被跟踪和获取。

(2)大部分物体可以控制或操纵。

(3)至少在大多数情况下,经验丰富的国家航空安全空中交通管制部门更有可能对这些物体进行控制。

当然,除了国家空中交通管理机构能够对原生区域内的飞行器或物体实施专属的交通管制外,还有一些例外。其中值得注意的问题,如对从事国际运输的超声速飞机或超燃冲压高超声速武器系统飞行的管控。

人们已经对如何更好地协调空间态势感知与空间交通管理进行了研究,并提出了具体建议,其中的一些想法和建议也可能适用于原生区域[4]。迄今为止这些措施尚未得到积极实施,并且目前没有被广泛认可的程序可以正式执行。美国行政部门最近就可能建立“天军”一事对其空间政策进行修订,这使该领域的发展前景变得更加复杂[5]。同样,美国总统签署航天政策三号令也可能为该领域发展带来潜在的复杂性,航天政策三号令责成美国商务部与国防部协调,在空间态势感知和空间交通管理能力等方面发展新的能力[6]

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈