SpaceX回应相关批评与反对，发布其太空可持续性和安全性方法。

北京时间2月26日凌晨1:12（当地时间2月25日下午12:12），SpaceX的猎鹰9号运载火箭将又一组星链卫星发射升空，50颗星链卫星被送入315千米高的轨道。

SpaceX正在寻求美国联邦通信委员会（Federal Communications Commission，FCC）的许可，将多达30000颗下一代星链卫星送入轨道，这引发了一些反对和批评。美国航空航天局（NASA）在2月8日的一封信中，概述了其对SpaceX提议的担忧，例如此举或增加星链卫星与其他太空物体之相撞的概率，也可能干扰到其他卫星和地面科学。

为回应这些反对和批评，SpaceX于2月22日在官网发布了《SpaceX的太空可持续性和安全性方法》（SPACEX\'S APPROACH TO SPACE SUSTAINABILITY AND SAFETY）一文，全文翻译如下：

图片来源：SpaceX

SpaceX的成立是为了彻底改变太空技术，让生命拓展到更多行星上去。SpaceX是世界领先的发射服务提供商，并自豪地成为了第一家运载宇航员前往和离开国际空间站的私营公司，以及第一家也是目前唯一一家完成全民用载人轨道任务的公司。因此，SpaceX坚定地致力于维护安全的轨道环境，保护载人航天飞行安全，并确保在未来的地球轨道及更远的任务中环境能保持可持续发展。

SpaceX通过行动证明了其对太空安全的承诺，并投入大量资源以确保SpaceX的所有运载火箭、航天器和卫星都符合或超过太空安全法规和最佳实践，这包括：

设计和制造高度可靠的机动卫星，其可靠性被证实超过99%

在低空（低于600千米）的位置运行，以确保没有持久性太空碎片，即使是在可能性极低的卫星在轨道上发生故障的情况下

SpaceX会在特别低的海拔高度上插入卫星，以验证它们的安全状况，而后才会指示其上升至在站/运行轨道

与其他卫星所有者/运营商透明地共享轨道信息

开发先进的防撞系统，以在遇到风险超过安全阈值时采取有效行动

考虑到太空可持续性，SpaceX在关键技术领域推动了最先进的技术，例如在具有挑战性的较低高度轨道上运行卫星、使用可持续电力推进进行机动和主动离轨，以及采用卫星间光学通讯不断与卫星保持联系。SpaceX正在努力成为世界上最开放、最透明的卫星运营商，并鼓励其他运营商与SpaceX一同共享轨道数据，让公众和政府及时了解有关运营和实践的详细信息。

SpaceX仍在不断创新，努力加速太空技术的发展。目前，SpaceX正在通过星链卫星星座为全球人民提供急需的互联网连接，包括世界上服务欠缺和偏远的地区。以下是SpaceX的运营原则，展示了SpaceX对太空可持续性和安全性的承诺。

设计并建造安全、可靠和可消亡的卫星

在卫星的高度持续降低时，它会遇到不断增加的大气密度。最初，这些大气分子会撞击卫星，但随着空气密度的增加，卫星的前方会形成高压冲击波。随着卫星进一步减速并下降到大气中，它的轨道能量将被转移到空气中，将空气分子加热成等离子体。炽热的等离子体鞘包裹着卫星，导致它的温度骤然上升。星链卫星的设计目的是在它们重新进入地球大气层时消亡，这意味着它们不会对地面上的人或财产构成威胁。消亡设计需要大量工程资源的投资，并且，这通常也需要增加SpaceX卫星的成本甚至质量，例如SpaceX决定使用铝而不是复合材料外包装压力容器作为推进系统的燃料箱。SpaceX已经利用这种方法安全地让200多颗卫星脱离轨道。通过建造可靠、碎片最小化的卫星，规划主动离轨程序和完全可消亡性的设计，SpaceX确保自己保持空间的可持续性和安全性。

极低轨道插入

SpaceX除了设计和建造非常可靠的卫星外，还通过将卫星部署到相对于行业标准的极低轨道来进一步降低风险。SpaceX将卫星部署到低空（低于350千米），并使用SpaceX最先进的电力推进推进器将卫星推进到大约550千米的运行高度，然后，利用其技术进步，SpaceX维持着卫星在这些低海拔地区的受控飞行。通过将卫星部署到如此低的高度，任何没有通过初始系统检查的SpaceX卫星（当然这种概率极低），仍可以使用推进器快速主动地脱离轨道，或者通过大气阻力被动地脱离轨道。这种方法并非没有复杂性或其他挑战。2月3日的星链卫星发射最能证明这一点，发射之后地磁风暴增加的阻力导致38颗卫星过早脱离轨道。尽管存在这些挑战，SpaceX坚信低插入高度是确保负责任太空运营的关键。

在600千米之下运行

SpaceX在600千米之下的高度运行其卫星，因为与600千米以上的轨道相比，低空的自然轨道衰减时间更短。星链卫星在“自清洁”轨道上运行，这意味着非机动卫星和碎片将在5到6年内（通常更快）内因大气阻力而无法继续维持在原高度并脱离轨道，见图1。这大大降低了持续存在的轨道碎片风险，并且大大超过了美国联邦通信委员会和国际上现行的25年离轨标准（SpaceX认为这一标准是过时的，应该进一步减少）。相比更低的轨道，卫星或碎片从高于600千米的高度自然离轨造成的持续多年轨道碎片的风险会更高。其他几个商业卫星星座的设计运行高度为1000千米以上，如果这些卫星在离轨前发生故障或没有通过主动清除碎片而离轨，则需要数百年才能自然脱轨，如图1所示。SpaceX投入了大量精力和资金用于开发在较低高度飞行的卫星，包括对复杂姿态和推进系统的投资。SpaceX希望在短期内开发出主动碎片清除技术，但该技术目前尚不存在。

质量面积比为40千克/平方米的卫星在不同起始高度和平均太阳周期下的轨道寿命。

图片来源：SpaceX

上图显示了碎片数量随轨道高度的变化。在600千米以上高度飞行的卫星碰撞事件产生的碎片，将持续停留在轨道上长达数十年的时间，并在它们离轨时，在每个路过的高度都存在产生轨道碎片的风险。

每1千米厚的纵向轨道层中的碎片数量随轨道高度的变化。

图片来源：SpaceX

信息透明与数据共享

SpaceX透明且持续地与政府和其他卫星所有者/运营商分享星链网络的详细信息。SpaceX努力确保与太空安全方面的准确、相关和最新信息，并与所有运营商共享自己的太空态势意识。SpaceX共享所有SpaceX卫星的高保真未来位置和速度预测数据（星历表）。

SpaceX在Space-Track.org上共享可传播的星历和协方差（预测的统计不确定性）数据，并鼓励所有其他运营商也这样做，因为这样可以更有意义、更准确地计算碰撞风险。SpaceX还致力于通过以无需登录的方式访问Space-Track.org查看相关数据，让所有人都能更容易地访问SpaceX的星历表。

除了提供卫星星历表之外，SpaceX还自愿向美国联邦通信委员会提供常规系统健康报告。这些报告显示了SpaceX卫星星座的状态，包括卫星舰队的运行状态摘要，以及为降低与其他物体碰撞的概率而执行的机动次数。图3是星链卫星在2021年6月至2021年11月的6个月期间内进行的机动次数示例。

2021年7月至12月的SpaceX机动次数（总计3300次）。

图片来源：SpaceX

防撞系统

为了以可扩展的方式完成安全的太空操作，SpaceX为每颗SpaceX卫星开发并配备了机载自主防撞系统，以确保卫星能够自主机动以避免与其他物体发生可能的碰撞。如果相合的碰撞概率大于十万分之一（即行业标准“万分之一”的十分之一），卫星将规划回避行动。在为任何相合计划行动时，卫星还会注意避免在无意中增加其他超过相同阈值的相合风险。

默认情况下，星链卫星承担所有相合事件的机动责任；在收到与另一颗机动卫星的高概率相合信息后，SpaceX会与其他运营商进行协调。SpaceX运营商24/7全天候待命，以协调和回应其他运营商的询问；其他运营商可通过Space-Track.org获得紧急请求的联系信息。如果其他运营商更愿意自己承担机动责任，则SpaceX会命令星链卫星不为某个事件进行机动。

除了避免碰撞的机动操作之外，星链卫星还可以自主“躲避”相合，将它们的姿态调整为在潜在相合方向上横截面尽可能小的状态（就像是一张纸的边缘），从而让碰撞概率再降低4~10倍。

与最坏的情况方向（左图）相比，SpaceX的“回避”机动（右图）将潜在碰撞方向（垂直于图片平面向外）上的横截面积降至最小。

图片来源：SpaceX

SpaceX的防撞系统已经过NASA相合评估和风险分析（Conjunction Assessment and Risk Analysis，CARA）计划的全面审查，该计划为SpaceX与NASA签订的《太空法案协议》（Space Act Agreement，SAA）的一部分，并且，NASA正是依据这份《太空法案协议》，来避免NASA科学航天器与SpaceX卫星发生碰撞。

对于自己为提高太空可持续性和安全性而不断改进的设计、测试和运营方法，SpaceX感到非常自豪，这对于加速太空探索的同时也为全球带来互联网连接至关重要。SpaceX敦促所有卫星所有者/运营商在可持续性和安全性方面进行类似的投资，并使卫星的运营透明化。SpaceX鼓励所有所有者/运营商生成高质量的星历和协方差，以供美国第18太空控制中队进行检查，并与其他人公开分享这些信息，以最大限度地进行协调，确保未来可持续且安全的太空环境。归根结底，太空可持续性是一项技术挑战，可以通过适当的风险评估、信息交流以及适当实施技术和运营控制来有效管理。SpaceX可以与各方共同确保太空可供人类世世代代使用和探索。

参考：

[1]SpaceX官网 https://www.spacex.com/updates/

[2]中国载人航天办公室官方公告 http://www.cmse.gov.cn/gfgg/