卫星设计需平衡大气影响与地面安全
2025-12-31 12:02
来源:《今日宇宙》
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近日,MaiaSpace公司研究员安托瓦内特·奥特与克里斯托夫·博纳尔在学术期刊《宇航学报》发表论文,对当前主流的卫星设计理念提出新的思考。研究指出,许多为在大气层中烧毁而设计的卫星可能带来一些环境影响。OSIRIS-REx探测器已成功返回地球。

当前,多数小型卫星及“巨型星座”规划中的卫星,采用“设计至上”原则,旨在任务结束后于大气层中完全烧毁。然而,奥特与博纳尔分析认为,此过程可能生成氮氧化物及氧化铝颗粒,并对高层大气化学环境及气候模式形成影响。论文提到:“这种‘设计至上’原则会产生意想不到的后果。”

研究认为,另一种被称为“不损毁设计”的方案可使卫星在脱离轨道时保持结构相对完整。但这可能提高卫星部件坠落地面对人员与财产的风险。随着在轨卫星数量的大幅增长,即使很低的单星风险概率也可能带来公众关切。因此,研究强调需要在不同设计方案间进行权衡。

奥特在采访中表示:“权衡‘设计导向型’和‘设计导向型非危险型’之间的风险,包括对环境影响和地面平民风险的计算,应该是未来任何轨道卫星设计不可或缺的一部分。” 她同时指出,目前已有相关工作致力于建立量化设计风险的模型。

随着大型卫星星座的部署规模持续扩大,卫星设计中的材料选择与离轨方案不仅涉及太空安全,也与大气影响和地面安全紧密相关。未来,相关环境评估需更全面地纳入卫星全生命周期管理的考量之中。

更多信息:作者:Antoinette Ott 等人,标题:《轨道物体的大气层再入——“不损毁设计”能否成为最优方案?》,发表于:《宇航学报》 (2025)。期刊信息:Acta Astronautica

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