微弱的微弱卫星轨道碎片威胁着卫星 而卫星没有受到足够的监控

2022-02-07 21:28:00湛苑纨导读华威大学的天文学家警告说，对运行中的轨道碎到足卫星构成威胁的轨道碎片没有得到足够的监视，因为他们发表了一项新调查，片威发现他们检测到的胁着星没轨道碎片中

华威大学的天文学家警告说，对运行中的而卫卫星构成威胁的轨道碎片没有得到足够的监视，因为他们发表了一项新调查，有受发现他们检测到的监控轨道碎片中超过75%与公共卫星目录中的已知物体不匹配。 。微弱卫星

天文学家呼吁更经常地调查深轨道碎片在高海拔地区，轨道碎到足以帮助表征驻留对象，片威并更好地确定风险所带来的胁着星没有源卫星，我们依靠基本服务，而卫包括通信，有受气象监测和导航。监控

该研究是微弱卫星DebrisWatch的一部分，该研究是华威大学与英国国防科学技术实验室之间正在进行的一项合作，旨在为过去进行的地球同步区域调查提供新的思路。研究结果发表在《太空研究进展》杂志上。该研究由英国科学与技术设施委员会(STFC)资助，该研究是英国研究与创新的一部分，并得到了英国皇家学会的支持。

此项调查经过优化，可搜索微弱的碎片，太小或反射不良的物体，以至于无法定期监控并记录在公开目录中。战略司令部(USSTRATCOM)使用其全球空间监视网络(SSN)来维护最完整的空间物体公共目录，该网络包括30多个地面雷达和光学望远镜以及六颗在轨卫星。SSN能够监视直径约1米的高空物体。尽管通常将地球同步区域的某些居民称为固定居民，但相对速度仍然可以发生每秒公里的碰撞。考虑到这一点，即使是很小的物体也可能对活动中的卫星造成很大的损害。

使用定制的软件管道分析来自调查的图像，该软件管道用于挑选候选碎片对象并调查其随时间变化的亮度。生成的光曲线包含有关对象本身的大量信息，包括它们的形状，表面特性和姿态，但还受其他因素(如查看几何形状和大气干扰)的影响。分离这些组件仍然是一项非常困难的任务，大量高质量数据将是开发和完善必要技术的关键。

天文学家将他们的调查重点放在了位于赤道上方约36,000公里的地球同步区域，那里的卫星运行的周期与地球的旋转相匹配。在地球大气最外层的上方，没有自然机制(如大气阻力)引起轨道衰减，因此在地球同步区域附近产生的碎片确实会在那里停留很长时间。

为了帮助他们发现微弱的碎片，天文学家利用拉帕尔玛岛加那利岛上的艾萨克·牛顿望远镜进行了观测，该望远镜的孔径为2.54 m，可在大范围内收集光子。他们使用了一种优化策略，以确保从候选对象反射回来的阳光将落在相机的同一像素内，以增加被检测到的机会。在大多数运行中的地球同步卫星所在的对地静止带上方，沿线和下方扫描了天空条。

天文学家检测到的大多数轨道轨迹的亮度大约等于1米或更小。可以肯定的是，这些微弱的检测中有超过95%未能与可公开获得的USSTRATCOM目录中的已知对象相匹配，因为它们太微弱而无法由SSN定期可靠地监视。当研究人员将所有检测结果(包括高于和低于1m的检测结果)包括在内时，超过75%的检测结果不匹配。

主要作者詹姆斯·布雷克(James Blake)，博士学位。华威大学物理系的一名学生说：“从我们的调查图像中提取的光曲线表明，这些物体在其物理性质，在轨道上的姿态或行为方面都可以变化。 ，未分类的碎片似乎在翻滚，在整个观察窗口中显示出明显的亮度变化，这些特征可以告诉我们有关地球同步区域居民的微扰力，但同时也要强调指出，我们需要进一步探查微弱的碎片种群并获取更多数据，以更好地了解那里的物体。

“重要的是，我们将继续尽可能使用大型望远镜观察地球同步区域，以开始为微弱的碎片环境建立更完整的感觉。通过这项调查，我们比以往任何时候都更深入地调查了，仍然有大量人口涌入。当我们在这里处理少量统计信息时，与大而明亮的物体相比，看到的小而微弱的物体要多得多，这不足为奇。”

绕地球轨道运行的人造碎片可能有多种原因产生：当卫星到达其使用寿命时，它们本身会成为碎片;成功发射有效载荷后被遗弃的火箭弹在轨道中运行多年后可能爆炸或破裂;轨道物体之间可能发生碰撞，有时会导致成千上万的新碎片。恶劣的太空环境会随着时间的流逝使人造卫星变质，脱落一些绝缘毯和油漆碎片。

现在，天文学家正在研究使用第二个较小的仪器进行的同时观测来从调查数据中提取更多信息的方法。他们旨在促进新的合作，以确保该调查可以作为持久活动的门户。

Warwick大学物理系的合著者Don Pollacco教授说：“这类数据对于开发表征地球同步区域中物体的算法非常关键。请记住，我们不涉及特写镜头。在这里的照片中，即使是大卫星也显示为我们图像中无法分辨的光斑。光曲线提供了一个很好的机会来了解这些物体的行为方式及其可能的状态。我们有机会开发这些工具。”