研究显示:温室气体排放会导致近地轨道承载卫
美国麻省理工学院 3 月 10 日在其官网上发布公报说,该校航空航天工程师团队在研究指出,据了解,研究团队通过模拟温室气体排放对高层大气和轨道动力学的影响,估算了低地球轨道的“卫星承载能力”。模拟结果显示,“过去一百年中,我们在地球上的温室气体排放行为,将影响未来一百年我们如何运行卫星。”研究目前,有超过 10,000 颗卫星在低地球轨道运行,该区域距离地球表面约 2,000 公里。这些卫星提供互联网、通信、导航、天气预报和金融服务等重要服务。近年来,卫星数量激增,迫使运营商定期进行碰撞规避操作以确保安全。任何碰撞都可能产生在轨道上滞留数十年甚至数百年的碎片,增加与新旧卫星的后续碰撞风险。
“过去五年发射的卫星数量超过了前 60 年的总和。”Parker 说,“我们试图理解的是,我们目前的轨道利用路径是否可持续。”
在新研究中,研究人员模拟了未来一个世纪不同温室气体排放情景对大气密度和阻力的影响,并针对每个“壳层”,模拟轨道动力学和卫星碰撞风险。他们通过这种方法确定了每个壳层的“承载能力”,即该区域能够支持的卫星数量上限。
研究团队比较了多种情景,包括温室气体浓度保持在 2000 年水平的情景,以及根据政府间气候变化专门委员会共享社会经济路径变化的情景。结果显示,特别是,到本世纪末,与 2000 年排放水平保持不变的情景相比,200 至 1000 公里高度范围内能够安全容纳的卫星数量可能会减少 50% 至 66%。如果卫星容量超出,即使是在局部区域,研究人员预测该区域将出现“失控不稳定性”,即碰撞级联反应,产生太多的碎片,以至于卫星将无法安全运行。
尽管研究预测到 2100 年的情况,但团队指出,如今某些大气壳层已经因卫星数量过多而变得拥挤,尤其是像 SpaceX 的星链这样的“巨型星座”,其由数千颗小型互联网卫星组成。
