美国国家航空航天局的研究为轨道碎片和潜在解决方案提供了新的视角

汪雨甘捍

模拟环绕地球的轨道碎片，展示地球同步区域的物体数量。

据美国宇航局：新的数据分析表明，美国国家航空航天局及其合作伙伴可以有比以前想象的更具成本效益的方法来处理日益严重的轨道碎片问题。

美国国家航空航天局技术、政策和战略办公室的一份新报告为该机构的领导层提供了关于如何测量轨道碎片带来的风险的新见解。

美国国家航空航天局OTPS负责人Charity Weeden说：“地球轨道上不断增长的活动为我们带来了一切，从更快的地面通信到更好地了解我们不断变化的气候。”。“这些蓬勃发展的机会正在导致一个更加拥挤的太空环境。这项研究是美国国家航空航天局工作的一部分，目的是通过将经济视角应用于这一关键问题，迅速提高我们对该环境的理解，正如美国国家航空和航天局最近发布的《太空可持续发展战略》所概述的那样。”

这份名为《减轻、跟踪和修复轨道碎片的成本和效益分析》的报告是OTPS解决轨道碎片相关技术和经济不确定性工作的第二阶段。

2023年发布的OTPS第一阶段报告为寻求轨道碎片补救措施（包括移动、移除或再利用物体）成本效益分析的决策者提供了初步信息。新报告提高了轨道碎片对航天器构成风险的估计质量。这些新的估计涵盖了从太空中最大的碎片到毫米大小的碎片的所有方面。该报告还扩大了OTPS小组的重点，包括可以减少新碎片产生和追踪现有碎片的行动。

该报告的主要作者、美国国家航空航天局分析师杰里科·洛克说：“这项研究使我们能够开始回答这样一个问题：我们能采取哪些最具成本效益的行动来解决日益严重的轨道碎片问题？”。“通过以美元衡量一切，我们可以直接将屏蔽航天器比作追踪较小的碎片，或者将清除50块大块碎片比作清除50000块较小的碎片。”

新的OTPS报告与以往的轨道碎片研究不同之处在于，它直接估计了空间碎片造成的风险，而不是轨道上碎片的数量等风险指标。此外，它以美元衡量风险——模拟了运营商操纵航天器避开碎片、处理近距离接近以及碎片撞击造成的损坏或损失所产生的成本。这项研究模拟了轨道碎片环境在30年内的演变过程。

总的来说，这项研究比较了10多种不同行动的成本效益，这些行动可以用来降低轨道碎片的风险，如屏蔽、追踪小碎片或修复大碎片。最终，该团队希望评估不同行动组合（即组合）的成本效益。

该报告的分析重新审视了航天界历来认为具有成本效益的支持空间可持续性的共同智慧行动。例如，报告估计，一些碎片补救方法可能与减少碎片一样有价值。它还估计，快速使失效的航天器脱离轨道是降低风险的一种成本效益高的方法。这些发现可以为美国国家航空航天局领导人和航天界在处理轨道碎片问题时提供新的考虑。

OTPS计划公开发布用于制作该研究的研究代码。研究小组计划继续了解轨道碎片及其各种方法，并将努力与利益攸关方分享其知识。