地球和月球之间的区域,尤其是低地球轨道,可能需要进行彻底的清理。据估计,目前轨道上有超过11000颗在役卫星,还有3300颗停运的卫星,以及令人震惊的120万块直径超过一厘米的碎片。这还不包括未来计划发射的数万颗新卫星。
由于通信量巨大,航天机构和主要军事强国追踪卫星的位置和去向已成为常规。如果一颗卫星看起来与另一颗卫星在一公里(0.62英里)以内擦肩而过,或者存在万分之一的碰撞概率,标准程序是暂时改变其中一个物体的轨道以确保安全。
问题在于,这并不像听起来那么简单。除了确定可能发生碰撞之外,还必须计算每个物体的精确轨迹,记录它们的活动和机动状态,制定并批准规避策略,并关闭仪器,启动推进器改变轨道,然后再次启动推进器回到原定轨道,为物体做好准备。
所有这些都需要耗费大量的时间、金钱和人力——更不用说还要召集所有与事故相关的人员并征求他们的同意。仅欧空局就表示,其航天器每年必须进行多达四次这样的召集,而且随着召集次数的增加,碰撞风险也会随之增加。
从2020年开始,CREAM项目将自动执行碰撞风险评估、机动规划以及不同航天器之间协调等任务。通过运用算法,该系统可以评估潜在的近距离接近,计算出碰撞概率,并预测事故参数。
一旦识别出可能发生碰撞,CREAM 就会自动计算出避免危险的最佳策略——这项工作通常需要大量的人工输入。然后,它会与相关航天器相关的太空运营商、监管机构和服务提供商进行沟通并展开谈判,甚至可以在极少人工干预的情况下达成机动协议。
目前,CREAM 正从地面测试转向在轨验证,其中包括将该系统作为数字有效载荷搭载在卫星上。首次验证将于 2027 年进行。该任务名为 CREAM-IOD,将使用一颗能够自动计算轨道、评估遭遇并计算避让机动的低成本卫星。
除了立即应用之外,ESA 还希望 CREAM 能够促进反馈循环,以开发该技术及其运行的规则。
资料来源: ESA