为保障在轨卫星的安全,SpaceX开发了一套全新的空间态势感知系统

SpaceX开发了一套全新的空间态势感知(Space Situational Awareness,SSA)系统,名为Stargaze。该系统显著提升了近地轨道(LEO)卫星运行的安全性与可持续性。未来几周内,Stargaze的碰撞筛查数据将免费向更广泛的卫星运营商群体开放

诸如将火箭残骸长期留在近地轨道、卫星运营商在不共享轨道预测、也不与其他在轨卫星进行协调的情况下实施机动,以及个别国家开展反卫星试验等行为,都显著提高了轨道碰撞风险,使得改进空间交通协调机制变得愈发迫切。传统的空间监测方法通常每天只能对目标进行有限次数的观测,导致轨道预测存在较大的不确定性,而这种不确定性还会受到剧烈空间天气变化的进一步放大。

与传统地基监测系统相比,Stargaze在目标探测能力上实现了跨越数个数量级的提升。该系统利用来自近3万台星敏感器(star tracker)的数据,每一台都在持续观测其附近的空间目标,使整个星座每天能够检测到约3000万次目标过境事件

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马斯克说“SpaceX 现在正向所有卫星运营商免费提供地球轨道中物体的精确位置感知。这将大幅降低发生碰撞、从而产生轨道碎片(太空垃圾)风险的概率。”


系统能够自动识别对在轨目标的观测结果,并将这些数据进行汇总,从而在接近实时的条件下生成所有已探测目标的高精度轨道估计以及位置和速度预测。这些预测结果被集成到一个空间交通管理平台中,用于识别潜在的近距离接近事件,并生成交会数据消息(Conjunction Data Messages,CDMs)。为了充分发挥高频观测的价值,SpaceX将该系统设计为能够在数分钟内完成交会筛查结果的生成,而当前行业标准通常需要数小时


为了最大限度地保障所有在轨卫星的安全,SpaceX将通过其空间交通管理平台,向所有运营商免费提供Stargaze的交会数据。该平台目前正处于“封闭测试(closed beta)”阶段,已有十余家卫星运营商参与,实现了低时延的轨道数据共享与交会筛查。从今年春季开始,向该平台提交自身星历数据(轨道预测)的运营商,除了可以获得其他参与运营商的星历数据外,还将同步收到基于Stargaze数据生成的 CDM。这将确保运营商能够以极低时延获取当前可用于交会评估的最佳数据。

Stargaze在提升空间安全方面已经展现出经验证的实际效果。2025年末,一颗Starlink卫星与一颗正在进行机动、但其运营方并未共享星历数据的第三方卫星发生了一次潜在交会事件。在距离交会还有约5小时时,预测的最近接近距离约为9000米,被认为是一次安全通过、碰撞概率为零。然而,在仅剩5 小时时,该第三方卫星执行了一次轨道机动,导致预计最近距离骤降至仅约 60米。Stargaze快速探测到了这一机动,并将更新后的轨道数据发布至筛查平台,生成新的CDM,并立即分发给相关卫星。最终,Starlink 卫星在机动被探测后的一小时内即完成响应,规划并执行了一次规避机动,将碰撞风险重新降低至零。

在如此短的反应时间窗口内,如果依赖传统雷达系统或高时延的交会筛查流程,这是不可能实现的。如果对第三方卫星的观测频率更低、交会筛查耗时更长,或规避决策仍需要人工审批,这一事件很可能无法被成功化解。

尽管Stargaze在提升任何运营商安全运行能力方面代表了一次重大进步,但卫星运营商频繁共享自身星历数据仍然至关重要,尤其是对于具备机动能力的航天器而言。虽然Stargaze能够比当前任何其他系统更快地探测到机动行为,但最权威、最确定的轨道信息来源,始终应由卫星运营商自身提供,这有助于实现轨道去冲突并减少不必要的规避机动。Starlink的星历数据每小时更新并对外公开,其他运营商也应遵循这一做法。

一个恰当的类比是民航领域:每天有数十万架次飞机在空中飞行,但它们能够避免相互碰撞,是因为持续广播自身的位置和飞行计划。同样,航天器运营商也应遵循这一最低标准,主动共享其预测轨道。

通过免费提供星历共享与交会筛查服务,SpaceX希望能够推动更多运营商采取类似措施,共同迈向更安全的空间运行环境。

参考

https://starlink.com/updates/stargaze?referral=RC-516239-11127-5