太空网ViaSpace深度解读印度反卫星试验

发布日期：2019-04-08　　　　作者：南南

　　据新华社报道：“印度总理莫迪27日发表电视讲话说，印度已用反卫星导弹成功击落一颗低轨道卫星。在这项名为“力量任务”的试验中，导弹发射后3分钟内成功击落了一颗卫星，卫星运行在距地面300公里的近地轨道上。不过他没有透露试验的具体时间。“
　　下面太空网小编就带您从技术角度了解一下印度反卫星实验的始末以及后续影响。
　　

目标星发射

　　印度反卫星试验(ASAT)击中的卫星叫Microsat-R，这是一颗由印度国防与发展组织（DRDO）制造用于军事用途的地球观测卫星，于2019年1月24日23时37分由印度空间研究组织从Satish Dhawan航天中心发射，轨道高度约为277km。下图为Microsat-R卫星和PSLV-C44运载火箭。

反卫星导弹发射

　　2017年3月27日，任务代号为“Project XSV-1“的导弹发射，XSV-1中的SV是Shakti Vehicle的缩写，Shakti在印度语是可怕的力量、可怕的能量的意思。小编翻译过来就是代号”为未知可怕力量运载工具的第一次发射任务“。项目代号是-1，是不是还有-2，-3多次发射在后面，真是汗颜。
　　再说一下导弹本身，这是一枚重约18吨，高度约为13米的弹道导弹，导弹装备了很多弹道导弹防御拦截技术，还装备了被称为“少女动能杀“的新技术。下图为此次任务的导弹。

命中产生空间碎片

　　Microsat-R成为印度反卫星试验ASAT的目标。这种影响产生了400多个轨道碎片，其中24个远地点高于国际空间站轨道。根据DRDO的初步评估，大部分碎片应在45天内重新进入。这是真的吗？我们从技术角度分析一下。
　

数量(Quantity)：

　　首先这次反卫星实现碰撞产生了400多块轨道碎片，根据现在的跟踪技术，仅直径在10cm以上的目标碎片可以被跟踪到，下表总列举了可以被跟踪到的57个直径超过10cm的碎片，这些碎片如果撞击到国际空间站、天宫二号飞船都会产生巨大甚至毁灭性的影响。直径小于10cm并不代表不会对在轨航天器产生影响，只是体积相对较小而已，没有什么好的技术手段对其进行探测，如果与航天器相撞也会产生严重的后果。

　　上表中分别列出了57个直径大于10cm Microsat-R卫星碎片的远地点高度和近地点高度，如果这两个高度跨越或者重叠了部分国际空间站和天宫二号的轨道高度范围，就会存在与之相碰撞的可能。
　　国际空间站目前标称轨道高度410km，天宫二号标称轨道高度395km，上表中*号代表存在覆盖或重叠区域，-号代表不存在此风险区域。统计得出48个直径10cm以上的碎片对国际空间站存在潜在威胁，50个直径10cm以上的碎片对天宫二号存在潜在威胁。　　

影响时长(Duration)

　　由于碎片轨道近地点都在300km以下，太空网尝试使用LEO轨道衰减模型，考虑近地轨道大气阻力，当年太阳辐射光压数值和预测数值，选取平均阻力面积比值，计算各个典型碎片轨道的再入大气时长。下表中选取了5个具有代表性的碎片轨道得出数值如下。

　　由于近地点高度都小于300km，但随着远地点高度的增加，碎片在轨寿命成几何级数型增长。由此可得出在未来30天内是国际空间站和天宫二号要经受最大考验的时期，随着时间推移，这种碰撞概率会逐渐减小，但是还会维持在一个数值很长一段时间（5年，8年甚至更长）。分析得出在一年之后，仍会有13块能量较高的碎片将持续对国际空间站和天宫二号造成威胁。

　　进一步计算得出，此次印度反卫星试验：
　　对国际空间站的碰撞威胁概率增长了44%；
　　对天宫二号的碰撞威胁概率增长46%，
　　基本上处于一个数量级。
　

应对策略(Coping strategy)

　　太空网将持续关注印度卫星碎片与国际空间站和天宫二号的碰撞威胁，在合适的时候给出预警。国际空间站和天宫二号如果遭遇真正的碎片威胁，唯一能做的就是变轨机动，推高轨道高度规避与碎片碰撞预警球的重合。
　　另外随着人类航天活动的越来越频繁，轨道碎片将是一个严重的问题。随着发射量的不断增加而变得更差，一些部门和公司正在采取积极主动的立场。我们了解到一些公司正在设计太空鱼叉以进行捕获和收集太空碎片。希望这些理论和实践能够保持一个干净的太空空间环境。
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