■本报记者 袁一雪地球年夜气层外充满着大批太空渣滓，要挟天然卫星、空间站等航天器的保险。随同着巨型星座的疾速开展，航天发射越来越多，太空渣滓只增不减。为防止太空渣滓发生的碎片破坏航天器，天下重要航天堂家跟机构都在实验猜测碎片的运转轨迹，以躲避碰撞危险。克日，在中国迷信院云南地理台从事博士后研讨的舒鹏与配合者鉴戒流膂力学欧拉视角，开展了一种完整概率密度表征的崩溃碎片云演变建模方式，在地球运动轨道碰撞碎片云的短期演变跟危险剖析方面获得了新停顿。鉴戒流膂力学欧拉视角追随集体运转轨迹、对单个目的停止研讨，传统的团圆化模子在从前太空目的数目较少时曾被普遍利用。比年来，跟着太空目的密度增添，碰撞跟爆炸等崩溃事变层出不穷，毫米级到厘米级的小尺寸碎片呈现指数增加态势，其活动轨迹浮现出显明的不断定性特点，这种团圆化模子面对成果分歧性差、盘算本钱激增等挑衅。“团圆化模子对捕捉不断定变乱存在自然的不敏理性。”舒鹏告知《中国迷信报》，“以是咱们采取欧拉视角树立持续性模子，这是一种思维上的改变。”舒鹏说明说，量子力学中有“海德堡测禁绝道理”，提醒了微不雅粒子活动中的不断定性。因为很难描写电子绕原子核的活动轨迹，物理学家转而采取电子云图，描写电子在空间中差别地位呈现的概率。根据这一道理，研讨职员不再执着于猜测碎片集体绕地球活动的轨迹，转而存眷碎片呈现在各个空间地位的概率。据先容，欧拉视角就是将空间分别为一个个小网格，再描写出各个网格中的物理状况跟输入输出情形。这种方式合适模仿年夜标准年夜变形的静态行动。针对地球运动轨道崩溃事变的模仿“咱们此次宣布的论文是针对地球运动轨道崩溃事变的模仿。”舒鹏说。地球运动轨道是间隔地球3.6万公里阁下的轨道，下面散布着一圈卫星，其活动一直与地球的自转坚持同步。从空中向上望去，它们像运动不动似的，这对通讯跟景象卫星存在奇特的代价。与距空中多少百公里远的低轨卫星能够在多个高度层跟轨道面“混乱”散布比拟，全部的地球运动轨道卫星只能在赤道上方“围”成一个独自的圈，这象征着邻近的太空物体绝对较少。2024年10月9日，研讨团队将这篇论文投给《国际宇航学报》。偶合的是，就在10天后，美国一颗名为Intelsat 33E的地球运动轨道卫星忽然产生异样。未几后，美国太空军确认该目的已崩溃。因而这篇论文也激发了编纂的存眷。“地球运动轨道因为地位无限、资本可贵，以是由国际电信同盟同一调配‘席位’。领有配额的国度会将功效比拟主要、代价比拟昂扬的卫星安排在下面。咱们的论文模仿了一次比拟重大的崩溃事变，动身点是斟酌如许的变乱有可能给地球运动轨道卫星群体带来‘团灭’的危险。”舒鹏说。研讨成果表现，高轨航天器与毫米级碎片碰撞的概率可能会在崩溃36小时内增添到百分之一，而与5厘米以上碎片的碰撞概率可能到达十万分之一。“太空碎片的飞翔速率很快，即使很小的碎片也会对航天器形成重大侵害。比方，毫米级碎片可能破坏卫星太阳帆或电源体系，而厘米级碎片则可能捣毁整颗卫星。”舒鹏表现。连续存眷太空崩溃事变舒鹏始终专一以持续性方式猜测太空渣滓碎片的演变态势，曾于2022年跟2023年在国际期刊《导航、把持与能源学》宣布过3篇论文，体系性开展了欧拉视角下的崩溃碎片云持续演变模子。“咱们的研讨重要有两个用途。一是太空事变应急处理。针对突发的太空崩溃事变，疾速剖析出崩溃碎片密度较高的地区，对经由该地区的航天器收回预警，辅助航天器避撞。传统的空中观察预警手腕受地区笼罩率跟尺寸辨别率的限度，存在时光滞后等成绩——偶然乃至滞后五六蠢才能观察到崩溃碎片，新模子在事变晚期就能停止预警。二是突发碎片观察调理。以模子给出的密度散布为领导，可预知崩溃碎片呈现在空间地区的概率，进而在无限的测控资本前提下监测最多的重生碎片。”舒鹏说。接上去，研讨团队将持续存眷高轨道地区对太空崩溃事变的敏理性，以及低轨道地区巨型星座的安排能否会惹起“雪崩式”的级联碰撞效应等成绩。相干论文信息：https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2024.12.016