我国成功发射云海一号02星星太空解体,可能是太空垃圾撞击导致的?

2021年3月23日,美国太空军“第18太空控制中队”(18SPCS)发布消息:中国云海一号02星(编号44547,2019-063A)发生解体,解体时间为3月18日,已经跟踪到21块与卫星有关的碎片。轨道图像显示卫星共碎成22块从检索到的轨道数据看,云海一号02星确实发生了解体,图像中绿色的线为卫星主体部分的轨迹,灰色线是它的碎片,红色线是当初发射它的长征二号丁运载火箭上面级的运行轨迹。尽管哈佛-史密森天体物理中心的科学家乔纳森·迈克道尔在8月14日拿出数据,称撞击中国卫星的碎片大小在10~50厘米之间,它来自于俄罗斯1996年9月发射卫星的Zenit-2火箭残片,但由于3月18日的“意外碰撞”发生于中美阿拉斯加对话前仅几小时,时间点敏感,有人认为撞击“体现美国实力地位”,不排除故意。太空撞击往往是毁灭性的谁也不会想到,2022年1月4日,无线电爱好者斯科特·蒂利在社交媒体上报告了一条惊人的消息:“云海一号02星继续在L波段上发射加密数据,并且它的光学特征从3秒周期变为稳定。”数据显示云海一号02星已经恢复正常我们知道,卫星在正常工作时,它的姿态通常会保持某种稳定;云海一号02星同时承担空间环境探测任务,为了扩大扫描范围,它会在向前飞行的过程中同时做轴向旋转,遥感设备需要对地面和太空进行扫描,同时它还要将信号发送到地面天线,或者太空的中继卫星,再由中继卫星将信号传回地面。这个时候我们观察到卫星的光学特征会呈现周期性的变化。对地遥感卫星通常保持姿态稳定实际上就在美国太空军给云海一号02星“判了死刑”的半个月之后,4月12日,有一位叫Serge的业余无线电爱好者就在推特上发布消息称“云海一号02卫星仍然在L波段发射信号,频率为1704MHz”,他还同时贴出了两颗云海卫星的信号截图。云海一号双星都在发射信号Serge的发现迅速得到多人确认,与此同时,斯科特·蒂利指出这并不能说明云海一号02星能够正常工作,因为观察它的光度曲线,发现卫星亮度变化周期不规律。我们知道,卫星在太空飞行,当太空照射到它的表面时,会有一部分阳光反射到地面,卫星姿态稳定,我们会看到一个稳定的或者有规律的亮点,当卫星亮度发生不规则变化就说明卫星在不受控地翻滚——这对于遥感卫星来说是致命的。10月8日,MMT天文台观察到云海一号02星的光度曲线发生了一些变化,显示卫星从无规律的运动状态逐步调整:光度变化显示卫星开始姿态调整云海一号02星周期为3秒的滚转是否正常?我们看看它在碰撞之前的数据:撞击前卫星光度变化从3月4日卫星的光度变化数据看,云海一号02星在碰撞前光学特征变化的频率为3.3秒,也就是说10月8日之后卫星姿态在一点点恢复到碰撞前的状态。由此可见,卫星在遭受撞击后的9个多月里,它的信号收发器一直处于工作状态,能收发信号和响应地面遥控指令;卫星的姿态敏感器与星载计算机工作正常,准确感应和计算卫星姿态数据;卫星上的姿态控制发动机也没有损坏,它能将卫星从不规律的高速翻滚状态纠正回来。总而言之一句话——我们的云海一号02星依然可以正常工作!云海一号02星轨道参数那么,2021年3月18日到底发生了什么?从散布在轨道上的21个碎片我们可以确定:有一颗不明物体快速接近并撞击了在轨正常运行的云海一号02星,由于撞击动能巨大,卫星的一部分被撕成碎片,其中大于1厘米的可追踪碎片就多达21个,这些碎片与卫星一起继续在轨道上运行。幸运的是,撞击体并没有命中卫星主体,它可能是摧毁了云海一号02星的其中一面太阳翼,卫星发生剧烈滚动,但推进和控制系统完好。在地面控制人员长达几个月的持续努力下,终于将卫星的姿态稳定下来,最终挽救了卫星。卫星可能是被撞碎了太阳能帆板究竟是什么东西撞击了云海一号02星?我们不得而知,但从被撞击后卫星能够调整回来并继续投入工作,说明中国卫星质量过硬,中国航天人高超的技术和契而不舍的精神更值得我们学习。据美国航天爱好者的观测,中国和美国都有一颗气象卫星在近期发生了解体,但是原因至今不明,美媒推测可能是美国卫星的碎片击中了中国卫星并导致解体。美方公布的部分卫星数据据报道,美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration,简称noaa)一颗退役气象卫星已经3月10日在轨道上解体,分裂成至少16块太空垃圾。这颗卫星于2002年发射,被命名为NOAA-17。据美国太空部队位于加州的第18太空控制中队称,NOAA-17于3月10日解体,美国国家海洋和大气管理局的官员在一份声明中写道:“目前,这些碎片对国际空间站或任何其他关键太空设备几乎没有威胁。”NOAA-17卫星发射瞬间第18太空控制中队在3月18日发布的一条推文中指出,没有迹象表明是碰撞导致NOAA-17卫星解体,第18太空控制中队也没有回应关于事件更多信息的请求,美国国家海洋和大气管理局没有提供有关事故原因的任何细节。2019年9月25日发射的云海一号02星巧合的是,第18空间控制中队在一周之后的3月18日发现了一颗中国气象卫星也同样发生了解体,这一次是中国于2019年9月25日发射的云海一号02星。根据数据显示,该卫星在北美太空防御司令部目录中的编号为44547,国际编号为2019-063A。主要用于大气海洋环境要素探测、空间环境探测、防灾减灾和科学实验等领域。根据一份声明显示,美国军方正在追踪云海一号02星解体后形成的21块碎片。由于云海一号02星运行时长不足2年应该不是自行报废,也不大可能像是网传一样被击毁,因为如果遭击毁不会只产生21个碎,比较可能的原因是遭遇太空中的碎片撞击。NOAA-17卫星美媒在报道中写道,人类的太空活动越多,太空中的碎片也就越多,人类航天器的碰撞风险也就越高。而且,由于绕地球运行的物体速度之快令人难以置信,这种碰撞往往会产生更多碎片,进而引发更多的连锁撞击。目前国际上关于卫星报废的最佳实践要求将航天器拉到足够低的高度,使其在25年内被地球大气层摧毁。}
事情起源于2022年1月4日推特上著名无线电爱好者ScottTilly的一条推文:尽管解体,云海1-02继续在L波段发射加密数据。它的光学行为从3秒周期变为稳定特性。虽然已经解体,但云海1-02仍继续在L波段传输加密数据,其光信号也从3秒周期变为稳定特性。可能很多人不知道这是什么意思。简单的抚摸一下,大概意味着云海一号02星可以在L波段提供稳定的加密数据信号,也就是说它的发射接收天线和卫星载重电台工作正常。
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另外一个光信号从3秒一个周期变成了一个稳定的,也就是说它是处于滚动状态,从天文台得到的光信号本来就不稳定,但是现在已经稳定下来了,也就是说,它没有翻滚。姿势是可控的。
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简单一句话概括:云海一号02星恢复正常。围观的人可能不知道这颗卫星到底发生了什么,但了解中国航天的朋友一定知道,这中间有一个极其曲折的故事。试图理清来龙去脉。云海一号:太空大爆炸?碎成22颗云海一号是我国应用于大气和海洋环境要素探测、空间环境探测、防灾减灾、科学实验等领域的卫星。它的轨道是一条高度为780公里的太阳同步轨道。2016年11月12日发射,02星2019年9月25日发射,均成功入轨并正常工作。
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事故发生在2021年3月18日,正在轨道上工作的中国运海一号02突然解体。根据美国太空军第18太空控制中队(SPCS)的数据,02星已经破碎成22块。该中队在轨道上散列,目前正在跟踪来自卫星的碎片数据,以避免影响其他航天器。
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但Star02为什么解体支离破碎一直是个谜。公开消息中没有任何信息,但非常巧合的是,美国空军第18太空控制中队在3月10日披露,没有引起太多人关注的是美国国家航空航天局的一颗报废卫星NOAA-17美国海洋和大气管理局,因太空爆炸解体,产生16块碎片,目前正在跟踪评估碎片的危险性。
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NOAA-17美国海洋和大气管理局卫星,编号2002-032A,绕太阳同步轨道运行,近地点807公里,远地点823公里,重约1.4吨。美国官方并未给出其爆炸原因,但据专业人士分析,很可能是这颗报废卫星上的电池发生爆炸,导致卫星解体。
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由于NOAA系列卫星仍有前科,2015年11月25日,美国国防部联合太空作战中心(JSpOC)宣布NOAA-16解体,2016年3月26日,经确认,这16颗卫星的碎片共计支付了275元。
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因此,有人怀疑美国NOAA-17星解体的碎片撞击了同样在太阳同步轨道上的中国云海一号02星,因为02星是一颗卫星,目前还在在服役方面,中国的卫星性能虽然不是世界上最好的,但稳定性绝对是最好的之一,所以这种怀疑也不无道理。
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图中显示了一年中四个点的太阳同步轨道(绿色)的方向。非太阳同步轨道(洋红)不过太阳同步轨道比较特殊,除了会在两极相遇,其他位置不会,只要你检测云海102星的蜕变时间,可以分析是不是NOAA系列卫星的影响,所以专业人士怀疑这种可能性不大。
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此时市场的猜测已经转向了激光武器攻击或者反卫星等,但是云海一号的02星纯粹是一颗海洋和空间环境观测卫星,没有攻击它的理由,所以02星的解体一直是个谜。云海02号星复工,效果如何?2022年1月11日,SPACENEWS发表文章称,NASA已确认云海一号星02于2021年3月18日解体的原因与俄罗斯1996年发射的Cosmos2333卫星有关。
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Cosmos2333是一颗军用天基无线电监测卫星。它采样的数据用于确定无线电发射物体的确切位置及其类型、操作模式和活动水平。天基监测可以将这些运动评估为紧急事件的预警,该卫星的近地点高度为837公里,远地点高度为865公里,倾角为70.8199°。
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没有证据表明Cosmos2333已经解体,但在发射的同时还有其他部分进入轨道。1996-051A是卫星的主体,B号是天顶号火箭,C、D、E、F是分开的弹回更高轨道的小型分离引擎盖碎片,还有G到Q号。
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根据美国宇航局的说法,可能是宇宙2333的其中一个碎片撞击了云海一号的02星。云海一号02之所以能够复工,很有可能是因为撞上了02星的太阳翼。碎片的高速撞击使得一侧的太阳翼受损,同时导致卫星姿态失控。整颗星辰都剧烈震动,暂时失去了控制。
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但它的天线、姿态控制动量轮和轨道维护发动机应该没有损坏。于是,在时断时续的L波段加密信号控制中,地面控制人员终于恢复了正常。所经历的艰辛,是常人无法想象的。一般来说,这颗失控的卫星会经过以下救援过程:
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确定信号窗口期(滚动的卫星天线可能在某一阶段对准地面),然后确定滚动的速度和方向卫星,确定调整方案。在窗口期向其注入轨道控制信号,或分阶段恢复姿态,可采用动量轮控制、轨道维持发动机点火等多种手段。
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一般这种机会只有一次,因为轨道控制失败,如果在翻滚过程中天线不能再指向地面测控站,那么就认为卫星丢失了。所以,拯救失控卫星的技术要求极高,这是对一个测控团队最好的技术考核!我国测控人员已经救出不止一两颗失控卫星。这个悬崖反映了测控的真实技术水平。
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2021年10月8日,MMT天文台发布的光变数据显示已经趋于稳定,这意味着经过中国工作人员几个月的抢救,云海一号02星已经基本恢复正常。
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如果从推测的角度来看,一侧的太阳翼受损,那么未来的姿态控制应该会比较困难,因为会出现几个问题,首先是“太阳风”与辐射压力的不平衡,其次,重新分配了重心。当然,这些参数被注入星载姿态控制系统后,还会进行补偿调整。
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此外,太阳能电池一侧缺失后,其车载设备的电力也需要重新分配。毕竟,威力至少减少了一半。当然,就算有些设备可以工作,也总比失去这颗卫星要好得多。我们是了不起的卫星测控工程师!特别声明:本文为网易自媒体平台“网易号”作者上传并发布,仅代表该作者观点。网易仅提供信息发布平台。}

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