冯昊,田百义,张相宇

(北京空间飞行器总体设计部,北京 100094)

1 巨型商业星座发展情况

近年来,随着商业航天的迅猛发展,巨型商业星座计划不断涌现。巨型星座一般由小卫星组成,其中,以星链低轨道互联网卫星星座、一网卫星系统、O3b卫星系统、LeoSat系统、波音公司系统为代表的大型微小卫星星座计划已逐渐开始部署,规划中的一网公司卫星星座为648颗,SpaceX公司的星链星座将达到42000颗。2017年印度运载火箭PSVL-C37一箭104颗卫星发射成功,其中有88颗 “鸽群”立方星。美国国防高级研究计划局 (DARPA)于2018年2月启动“黑杰克”项目,旨在构建一个包含60～200颗卫星的星座,以满足指挥控制、情报监视与侦察(ISR)、战术作战等各种需要。表1给出了近年来国际上提出的典型小卫星和星座计划。

表1 近年来国际上提出的典型微小卫星星座发展计划Table 1 Development plans of typical microsatellite constellations proposed internationally in recent years

在此之前,空间碎片分布较为密集的区域,80%以上集中于低轨,特别是60%以上的空间碎片分布在几个黄金轨道资源附近,如1200km以下的低轨道区域以及地球静止/同步轨道区域。与本来就越来越严峻的空间碎片环境相比,现有计划的巨型星座可使得编目碎片的数量增加几倍,航天器运行风险也将成倍增加。

航天器数量的急剧增加和太空竞争的加剧,使得轨道资源日益紧张。而每一个轨道面最大容许的空间物体 (航天器和碎片)数量有限,超过一定阈值则有较大的碰撞风险,对航天器安全运行带来巨大的威胁。

轨道资源是宝贵的非再生资源,这是全球范围内的共识。……