
哇噻!乱扔太空垃圾终于要受惩罚了!近日,美国联邦通信委员会(FCC)做出决定,对Dish Network公司罚款15万美元,原因是他们未能妥善处理报废的通讯卫星,导致其成为太空垃圾,可能危及航天器的安全。
这可能是历史上第一次有人因为制造太空垃圾而被罚款!那么,卫星在完成任务后会去哪里呢?会不会像老旧的洗衣机和吸尘器一样被扔掉呢?或者会像流星一样在大气层中燃烧?别急,让我来告诉你!
报废卫星去哪里取决于它们所处的轨道高度。低轨卫星可以减速降低轨道,最终在大气层中烧毁,就像流星一样划破夜空。但对于一些高轨道卫星,情况可就不一样了,特别是地球静止轨道的卫星,它们需要数百万年才会坠毁大气层烧毁,因此它们退役后,反而会被推送到更高的轨道,这就是墓地轨道!

墓地轨道其实是太空中的一个特殊区域,用来放置那些退役的卫星,避免它们和正常工作的卫星相撞,导致大量的太空碎片。所以,墓地轨道就像是太空中的安全停车场,用来保护太空和卫星的安全。
一个特别重要的墓地轨道叫做超同步轨道,它位于地球同步轨道的上方。地球同步轨道是指卫星的轨道周期与地球自转周期相同,所以卫星在地球上的某一点保持静止不动。地球静止轨道是地球同步轨道的一种特殊情况,它位于赤道平面上,高度约为35786公里。那些在地球静止轨道上的卫星通常用于通信、气象和导航等领域,因为它们可以覆盖地球的大部分区域,而不需要不停地调整天线方向。
由于地球静止轨道的位置有限,又非常重要,因此必须避免卫星在这个区域内相撞和产生碎片。地球静止轨道的卫星在完成任务后,不能像低轨卫星那样自动返回大气层烧毁,因为那需要消耗大量的燃料。要从地球静止轨道脱轨,需要改变速度约1500米/秒,而将卫星推升到墓地轨道只需要改变速度约11米/秒,大约是3个月正常运行的燃料。

国际空间碎片协调委员会(IADC)建议,考虑太阳和月球的引力摄动和太阳辐射压力的影响,墓地轨道的最低高度应该比地球静止轨道高出300公里,高度大约在36086公里左右。为了获得美国联邦通信委员会(FCC)的通信服务许可,所有在2002年3月18日之后发射的地球静止卫星,都必须承诺在寿命结束时,将它们移动到墓地轨道。
近年来,已经有一些地球静止的卫星成功地被移送到了墓地轨道。比如欧洲气象卫星组织的Meteosat-7卫星,2017年4月3日开始了它的最后一次轨道机动,从地球静止轨道推高到了上方300公里以上的墓地轨道。
另一个例子就是这次美国Dish Network公司的EchoStar-7卫星,它在2022年2月退役,由于剩余燃料不足,只被推高到了地球静止轨道上方122公里的位置,没有达到墓地轨道的要求,所以遭FCC开出了15万美元的罚单。
事实上还有一个墓地轨道,那就是低地轨道卫星退役后,虽然会自动衰减,数年内返回大气层烧毁,但报废时停留在轨道上慢慢衰减,也会对其他卫星造成威胁,因此要用剩余燃料推到更低的轨道,在那里可能只需两三年就会坠回大气层烧毁。目前马斯克的SpaceX公司及英国的OneWeb都承诺,星链卫星和OneWeb卫星退役后,都会用剩余燃料做降轨处理。今年7到9月,SpaceX两个月就让212颗卫星脱离了轨道烧毁。
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