地球同步轨道上的卫星有多少个 在地球轨道这条公路上

你知道有多少颗卫星在绕着地球转吗?

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(图片来源:NASA,CC BY-NC)

环绕地球运行的数千颗卫星都很小——就像这颗从国际空间站释放的立方体卫星一样。

(这篇文章最初是在对话中发表的。该出版物为《太空》杂志撰稿。)

苏普里亚·查克拉巴蒂(Supriya Chakrabarti),马萨诸塞大学洛厄尔分校(University of Massachusetts Lowell)的物理学教授:

似乎每周都会向太空发射一枚火箭,运载着游客,火星漫游,以及最最常见的卫星。“空间越来越拥挤”的想法已经存在了好几年,但空间现在到底有多拥挤呢?它会变得多么拥挤?

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我是马萨诸塞大学洛厄尔分校的物理学教授,并兼任空间科学与技术中心主任。许多被送入轨道的卫星已经死亡,并在大气层中烧毁,但仍有数千颗卫星蓄势待发。跟踪卫星发射的组织并不总是报告相同的确切数字,但总体趋势是明确的——而且令人震惊。

绕地球轨道运行的卫星数量

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(图片来源:对话)

自从苏联在1957年发射第一颗人造卫星Sputnik以来,人类每年都在稳步地将越来越多的物体送入轨道。在20世纪下半叶,卫星数量增长缓慢但稳定,直到2010年代初,每年大约发射60到100颗卫星。

但从那时起,速度一直在急剧上升。

截至2020年,发射114次大约1300颗卫星送入太空,首次突破往年年均1000颗卫星的记录。但过去没有一年能比得上2021年。截至9月16日,大约1400颗新卫星已经开始环绕地球运行,随着时间的推移,这一数字只增不减。就在本月,SpaceX又部署了51颗Starlink卫星进入轨道。

技术规模不断缩小,产生了仿佛学生在这里工作一样的微型卫星。

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(图片来源:埃德温·阿吉雷/马萨诸塞大学洛厄尔分校Edwin Aguirre/University of Massachusetts Lowell,抄送BY-ND)

小型卫星,易于进入轨道

这种指数式增长有两个主要原因。第一,将卫星送入太空已经十分容易。例如,2021 8月29日,一枚SpaceX火箭将几颗卫星(包括我的学生建造的一颗卫星)运送到国际空间站。2021 10月11日,这些卫星将部署到轨道,卫星数量将再次增加。

第二个原因是火箭比以往任何时候都更容易,更便宜地携带更多的卫星。这一增长并不是因为火箭越来越强大。相反,由于电子革命,卫星变得更小了。2020年发射的所有航天器中绝大多数(94%)是小型卫星——重量不到1320磅(600公斤)。

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这些卫星大多用于观测地球或用于通信和互联网。为了将互联网推广到全球服务不足的地区,SpaceX旗下的Starlink和OneWeb两家私营公司仅在2020年就共同推出了近1000个小型卫星。他们各自计划在未来几年发射4万多颗卫星,在地球低轨道上创建所谓的“巨型星座”。

其他几家公司正在关注这个价值1万亿美元的市场,其中最著名的是亚马逊(Amazon)的柯伊伯(Kuiper)项目。

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拥挤的天空

随着卫星数量的巨增,对拥挤天空的担忧开始成为现实。在SpaceX发射了第一批60颗Starlink卫星一天后,天文学家开始看到它们挡住了恒星。对可见光天文学的影响很明显易知,更苦恼的是,射电天文学家担心,由于Starlink等卫星巨型星座的干扰,他们在某些频率上可能会失去70%的灵敏度。

专家们一直在研究和讨论这些星座带来的潜在问题,以及卫星公司解决这些问题的方法。这些措施包括减少卫星的数量和亮度,共享卫星位置,和支持更好的图像处理软件。

随着近地轨道变得拥挤,人们对太空碎片的担忧与日俱增,碰撞的可能性也增加了。

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未来趋势

在10年前,太空民主化是一个尚未实现的目标。现在,随着空间站上的学生项目越来越多,以及105多个国家至少有一颗卫星在太空中,人们可以说这一目标的实现指日可待。

每一次颠覆性的技术进步都需要更新规则——或者创造新的规则。SpaceX已经测试了降低星链星座影响的方法,亚马逊也透露了在任务完成后的355天内将卫星脱轨的计划。不同利益相关者采取的这些行动和其他行动让我对商业,科学,以及人类努力将为这场潜在危机找到可持续的解决方案充满希望。

BY: Supriya Chakrabarti

FY: Forty-Seven

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