发射升空的“星链”卫星。图片来源：SpaceX
撰文：张华，编辑：吴非
从地下到太空，想法超前而大胆的马斯克将触手伸向众多不同的领域，而“星链”计划则是马斯克“太空帝国”的一部分。按照马斯克的设想，12000 颗卫星将组成“太空互联网”，以取代传统的地面通信。然而，仅仅发射了首批 60 颗卫星之后，“星链”计划就险些惹了祸：本周，其中一颗“星链”卫星差点撞上了欧洲航天局的一颗地球观测卫星。随着商业卫星的数量持续增加，人们将如何保障卫星的飞行安全？
“太空互联网”计划
早在 2015 年，SpaceX 的 CEO 马斯克就提出了宏大的“星链”计划——向太空发射 12000 颗小卫星，搭建“太空互联网”，实现地面上网络信号的全覆盖，从而为偏远地区提供高速互联网服务。这项计划预计花费高达 100 亿美元，接近 NASA 将要发射的“史上最贵望远镜”——詹姆斯·韦伯空间望远镜的造价。而在马斯克看来，“太空互联网”的直接经济效益非常“可观”。他曾表示，“星链”卫星发射完毕后每年能创收 300 亿美元。
在马斯克看来，“星链”计划盈利的关键在于“时间优势”。通过海底光纤传递数据时，由于光在玻璃中传输的速度比真空中慢 47%，这会造成一定的延迟。与其相比，在特定情况下，用卫星传递数据要快大约 20 毫秒，而 20 毫秒的时间对很多证券交易商等金融机构有很大的价值，所以这项技术有望受到金融机构青睐。
2019 年 5 月 24 日，SpaceX 公司用“猎鹰 9 号”火箭成功发射了首批 60 颗“星链”卫星。成功发射后，除了 3 颗失联的卫星，绝大多数卫星上升至距地球 550 千米的轨道，而少数几颗卫星则在更低的轨道上进行特定项目的训练。这次差点出事的 44 号卫星，就是被降到 320 千米的轨道高度练习“脱轨技术”。
而此次事件的另一个主角，欧洲航天局的“风神”（Aeolus）地球观测卫星，恰好处在同样的轨道高度上。
两颗卫星的轨道示意图
险些相撞
本周二，欧洲航天局在推特上透露了这一险情。
8 月 28 日，欧洲航天局通过数据分析发现，“风神”卫星与“星链”44 号卫星存在相撞的可能性，撞击风险为五万分之一。随后，他们与 SpaceX 的科学家进行了联络。由于在欧洲航天局制定的标准中，当两颗卫星相撞的风险超过万分之一时，需要采取进行避撞机动，而当时的情况并未触及该阈值，因此双方均决定不需要采取行动。
然而，随后的预警指出，两颗卫星在 9 月 2 日相撞的风险超过千分之一——这已经远远超出了采取避撞措施的临界值。这时，当欧洲航天局再度联络 SpaceX、请求进行避让时，SpaceX 却没有予以回应。最终，在距离两颗卫星会面还差半个轨道时，“风神”地球观测卫星启动了推进器，提升卫星轨道高度，避免了这一潜在的卫星撞击事件。
2018 年，“风神”地球观测卫星曾 28 次启动防撞措施，但躲避的对象通常为太空碎片。为了避开正在运行的卫星而采取措施，还是头一遭。
SpaceX 的“星链”卫星装备了先进的自动防碰撞系统，能够监测轨道前方的太空碎片并自动躲避撞击。然而，在这起事件前，Spacex 却没有作出反应，这一度引起了人们的讨论。欧洲航天局空间碎片办公室负责人霍尔格·克拉格（Holger Krag）曾认为，这可能与“星链”卫星上的电力推进系统有关，该系统“可能没有风神卫星上的化学推进系统反应那么快。”
9 月 3 日，SpaceX 给出了回应：当美国空军提示碰撞风险超过万分之一时，公司通信系统出现故障，因此技术人员没有看到后续邮件。
与日俱增的风险
此次事件的结局令人感到庆幸，但太空“交通事故”风险的提升也是事实。陆续发射升空的人造卫星，以及不断增加的“太空垃圾”，让地球轨道变得日益拥挤，卫星遭遇撞击事件的可能性也随之增加。
2009 年，美国铱 33 卫星就与俄罗斯已报废的 kosmos-2251 卫星相撞。快速飞行的卫星产生了巨大的冲击力，卫星最终粉碎为数千块碎片。碰撞发生前，科学家其实注意到了危机。根据预测，两颗卫星将以 584 米的间距擦肩而过，因此他们并未采取行动。但不到 2 小时后，铱 33 卫星却突然失去了联系。
“铱星”计划。图片来源：pixabay
值得一提的是，铱 33 卫星所属的“铱星”计划与“星链”计划颇为相似。1999 年左右，美国摩托罗拉公司提出“铱星计划”，设计了一个由 77 颗卫星组成的星群用于通讯服务。（最终出于技术和成本的考量，只发射了 66 颗卫星）不过，随着地面通讯技术的发展，几乎没人需要昂贵的卫星通讯服务了。这个耗资 34 亿美金的项目，最后以 2 亿美金的价格卖给了美国军方。
目前，不同高度的地球轨道上共分布了超过 2000 颗卫星。而如果“星链”计划得以完整执行，地球轨道上的卫星数量将骤增 6 倍。
按照计划，在“星链”计划中，将有 1500 多颗卫星分布在 550 千米的轨道、2800 颗分布在 1100~1300 千米的地球轨道上。另外，还有 7000 多颗卫星将分布在 340 千米左右的极低地球轨道。一旦这些卫星部署完毕，卫星的飞行安全将迎来更大的考验。
欧洲航天局就在推特上写道，随着卫星的增多，尤其是“星链”计划的实施，如今手动的避让措施将不足以确保卫星的飞行安全。
在克拉格看来，目前太空中最大的问题就是缺乏规则与管理。例如，在“风神”与“星链”44 号险些相撞的事件中，尽管“风神”在“星链”44 号发射前 9 个月就已经占据了这一空间区域，但由于目前太空中没有诸如“前来后到”的规定，因此这一事件并不存在过错的一方。他也呼吁，我们需要通过技术手段来确保太空的“交通”安全。
