天文史上的今天：首例人造衛星在軌相撞事件

摘要：

2009年2月10日，人類歷史上首次發生了兩顆人造衛星相撞的事件。

太空中有記錄的太空垃圾數量超過50萬個

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2009年2月10日，人類歷史上首次發生兩顆人造衛星相撞的事件。

1957年人類開啟航天時代以來，人類已經向太空發射了數以千計的各類航天器，在這一過程中，產生了大量的太空垃圾。

在地球軌道上，僅僅是被編號並進行跟蹤的太空垃圾就有超過50萬個。

因此很自然的，太空垃圾與航天器之間的碰撞並非完全不可能，歷史上也確實發生過數次太空垃圾與航天器碰撞的事件，比如1996年法國「櫻桃」（Cerise）電子情報衛星被太空垃圾撞擊的事件等等。

然而，兩顆完整的人造衛星之間發生碰撞，這還是頭一次。

1996年，法國「櫻桃」衛星被太空垃圾撞斷桅杆示意圖

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01 美俄衛星的相撞

2009年2月10日國際標準時間16：56，一顆美國商業衛星「銥星33號」（Iridium 33）與一顆俄羅斯軍用衛星「宇宙-2251」（Cosmos-2251）在俄羅斯西伯利亞北冰洋沿岸的泰梅爾半島上空大約789公里高度上相撞。

撞擊發生時兩顆衛星的相對速度高達每秒11.7公里，撞擊的結果是兩顆衛星「同歸於盡」。

美國「銥星-33號」

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俄羅斯「宇宙-2251」衛星

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宇宙-2251重950公斤，是一顆俄羅斯軍用通訊衛星，於1993年6月16日發射升空。在這次撞擊發生之前，早在1995年這顆衛星就已經失效，成為了不受控的太空垃圾。

美國的「銥星-33」屬於大名鼎鼎的美國銥星公司，該衛星重量560公斤，屬於銥星公司構建的66顆銥星組成的商業通訊網路中的一顆，於1997年發射升空，撞擊發生時尚處於工作狀態。

02 撞擊後果

1999年2月10日，人類歷史上首次衛星相撞事件發生位置示意圖

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根據美國宇航局的分析，這次衛星意外相撞事件產生了至少1000個直徑大於10厘米的碎片，而更小的碎片還要多得多。截止2011年7月份，美國太空監視網路已經測算了此次事件中產生的超過2000塊單獨的碎片並對其進行編號和跟蹤。

不過，隨著這些碎片軌道高度逐漸衰減，在隨後的幾年時間裡，其中的大部分碎片都會逐漸墜入地球大氣層被銷毀。截止2014年年初的數據，該次事件中產生的較大碎片中已經有將近1/4的碎片墜入了地球大氣層。

撞擊發生20分鐘之後碎片的分布情況

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撞擊發生50分鐘之後碎片的分布情況

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儘管軌道參數有差異，但這些太空碎片對在軌運行的完好航天器仍然構成了一定威脅。

比如在2012年3月24日，由於地面監測到一片屬於原來「宇宙-2251」衛星的碎片正飛向國際空間站，於是國際空間站立即啟動緊急避險方案，六位當時正在空間站上值班的宇航員馬上被分別疏散到兩艘與空間站對接的「聯盟」號飛船上，以便在不測發生時隨時撤離，好在最後有驚無險。

03 如何避免？

要想避免碰撞，首先在於及時向衛星擁有人發出預警信息，並由後者指令衛星做出規避機動。

但是這樣做也有諸多顧慮，比如這樣可能加速消耗衛星燃料儲備，從而縮短衛星工作壽命，再有這種機動也有可能影響衛星所承擔的工作。

以銥星公司為例，一旦有太空垃圾可能飛到某個銥星附近，最近距離預計會小於5公里時，相關監視機構就會向銥星公司發出規避預警。

但是這樣的預警銥星公司每周要接到超過400次，如果每次都做出規避機動，代價可想而知。實際上，真正發生碰撞的概率是非常低的，但也並非為零，所以這就是一種權衡和評估的問題。

撞擊發生後銥星33號主要碎片的地面監視畫面

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當然，這些事件也促使我們思考，該如何減少太空垃圾的數量和密度。

我想應該從兩個方面去考慮：首先是如何盡量少產生新的太空垃圾，這方面就需要國際社會進行立法規範，比如衛星報廢前的強制離軌，以及禁止動能反衛星武器實驗等等；

而對於已經存在的太空垃圾，也應該通過國際合作，開展清理行動，進而大大降低未來航天器遭受破壞的危險。

不同軌道高度上太空垃圾的分布密度，可以看到在接近800公里的高度上銥星33-宇宙2251衛星相撞產生的大量太空垃圾造成的顯著影響

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編者按：

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