全新检测系统助力航天器提前预警，成功避开轨道碎片危机

空间 debris 已成为航天机构和卫星运营商面临的最大挑战之一。成千上万的碎片环绕地球，这些碎片是由于碰撞、导弹测试和故障航天器留下的。

即使是微小的碎片也以极高的速度飞行，可能会刺穿卫星或损坏其仪器。

随着每年越来越多的公司发射卫星，风险也在不断增加。

西南研究院（SwRI）针对这一威胁，推出了一种新的微流星体和轨道 debris（MMOD）检测与特征化系统。

该设备经过设计、制造和测试，能够探测到卫星和航天器上的碎片撞击。它提供的后期影响数据可以揭示碰撞情况，即使没有明显的损坏。

来自太空垃圾的日益威胁

根据其轨道位置，碎片可以在太空中停留数十年。较大的物体可以从地面追踪，但数百万个较小的颗粒却无法被发现。

这些碎片仍然带来严重的风险，尤其是对在低地球 轨道 中运行的航天器。

SwRI 系统提供了一种可能的解决方案。它可以作为外部面板安装，或者直接集成到航天器的设计中。

该装置将结构部分与记录冲击事件的传感器结合在一起。软件随后会分析这些信息，以确定颗粒的大小、速度和成分。

“大多数航天器在遭受轻微碰撞时不会出现系统故障，地球上的操作员也不会知道，”负责开发MMOD检测和表征系统的SwRI研究所科学家Sidney Chocron博士说。“我们的设备旨在在损坏尚未明显之前，将重要数据和见解发送回地球，这也可以影响未来的设计决策。”

为了演示该系统，研究人员使用了SwRI的轻气炮。该工具可以在真空室内以极高速度发射小型弹丸，从而模拟太空的恶劣条件。

配备检测系统的面板随后被置于发射状态下，以模拟真实的轨道碰撞。

“虽然我们无法复制太空环境的每一个方面，但我们的测试能够模拟真实的粒子撞击，”Chocron说。他提到，这些测试不仅验证了检测设备，还帮助评估航天器的韧性。

该系统成功检测到冲击发生的时间和地点，并识别了碎片的速度和组成。

这项研究标志着该系统首次成功进行大规模测试。SwRI现在的目标是为能够在实际任务中使用的空间就绪版本争取资金。

这项技术也可以作为早期预警系统的一部分。如果一颗卫星探测到撞击，它可以把这个信息传递给附近的其他卫星。这些数据可能使卫星能够避开危险，从而降低级联碰撞的风险。

“这些数据还可以帮助NASA和相关行业开发出更具韧性的未来航天器，”Chocron表示。

西南研究院计划扩大测试，并希望通过该系统更清晰地了解轨道环境。

“最终，我们的主要目标是绘制和描述地球周围的微小天体（MMOD）碎片场，以更好地保护未来的任务，”Chocron说。“我们的MMOD检测和描述系统是更好理解和降低这些风险的一步。”