欧空局开发CREAM系统 应对日益严重的太空垃圾威胁

欧洲航天局正在开发一种新系统，其缩写被称为“碰撞风险评估和自动缓解”（CREAM），旨在使对可能的太空垃圾进行监测、评估和响应的劳动密集型过程实现自动化。

地球和月球之间的区域，尤其是低地球轨道，可能需要进行彻底的清理。据估计，目前轨道上有超过11000颗在役卫星，还有3300颗停运的卫星，以及令人震惊的120万块直径超过一厘米的碎片。这还不包括未来计划发射的数万颗新卫星。

由于通信量巨大，航天机构和主要军事强国追踪卫星的位置和去向已成为常规。如果一颗卫星看起来与另一颗卫星在一公里（0.62英里）以内擦肩而过，或者存在万分之一的碰撞概率，标准程序是暂时改变其中一个物体的轨道以确保安全。

问题在于，这并不像听起来那么简单。除了确定可能发生碰撞之外，还必须计算每个物体的精确轨迹，记录它们的活动和机动状态，制定并批准规避策略，并关闭仪器，启动推进器改变轨道，然后再次启动推进器回到原定轨道，为物体做好准备。

所有这些都需要耗费大量的时间、金钱和人力——更不用说还要召集所有与事故相关的人员并征求他们的同意。仅欧空局就表示，其航天器每年必须进行多达四次这样的召集，而且随着召集次数的增加，碰撞风险也会随之增加。

从2020年开始，CREAM项目将自动执行碰撞风险评估、机动规划以及不同航天器之间协调等任务。通过运用算法，该系统可以评估潜在的近距离接近，计算出碰撞概率，并预测事故参数。

一旦识别出可能发生碰撞，CREAM 就会自动计算出避免危险的最佳策略——这项工作通常需要大量的人工输入。然后，它会与相关航天器相关的太空运营商、监管机构和服务提供商进行沟通并展开谈判，甚至可以在极少人工干预的情况下达成机动协议。

目前，CREAM 正从地面测试转向在轨验证，其中包括将该系统作为数字有效载荷搭载在卫星上。首次验证将于 2027 年进行。该任务名为 CREAM-IOD，将使用一颗能够自动计算轨道、评估遭遇并计算避让机动的低成本卫星。

除了立即应用之外，ESA 还希望 CREAM 能够促进反馈循环，以开发该技术及其运行的规则。

资料来源： ESA