SpaceX向全球免费开放实时低轨卫星轨道观测和碰撞防御系统“观星”

2026年1月30日,SpaceX宣布免费向所有卫星运营商提供地球轨道物体的精确位置感知服务。这将大大降低轨道碎片(太空垃圾)碰撞的概率,从而减少轨道碎片带来的危害。


以下,是@fengjin 为此写的一篇科普介绍,Enjoy:




SpaceX正式公布,其自主研发的实时低轨卫星轨道观测和碰撞防御系统"观星"(Stargaze)正式对全球卫星运营和火箭发射机构开放,提供无偿免费的数据服务[1]


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里面内容很多,仅此摘要一些我认为有趣、有分量的要点,和我的一些注释:


  • 地球近地轨道现有的管理和数据分享状况,简单来说,就是一团糟。主要机构是美国太空军维护的太空物体跟踪系统,但是该系统的问题是:1)如果发射方或卫星方不主动提供数据,这些卫星或火箭残骸的数据只能由美国太空军从自己的地面雷达(主要手段)和地面光学跟踪(辅助手段)通过观测来加入到系统中去。因此,数据的及时性很差,经常出现入轨物体几天甚至几周后,轨道参数还没有录入到该系统中。


  • 但是大家不要骂美国太空军拉胯:他们是无偿为全世界在做贡献,别的国家和机构根本不管:只管用太空军的数据,但是反哺自己的卫星或火箭轨道数据到该系统中去,完全看心情,一般操作就是基本沉默不语。简单来说,就是"只享受,不贡献"。


  • SpaceX 的新的"观星"系统的原理和现有系统不一样:简单来说,就是通过海量星链卫星的星载观星系统(star tracker),通过在轨光学跟踪,收集、记录、处理、和发布海量且近乎实时的低轨物体轨道参数和碰撞预测。


  • 星载观星系统:卫星进入太空后,需要知道自己的位置和方向。非常普遍的做法是使用星载观星系统(见下图)。简单说,观星系统利用自己的光学镜头,实时拍摄太空星星的照片和视屏,同时和已知的星图做对比,从而得出自己的位置和方向。


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  • SpaceX 的"观星"系统属于老树开新花,利用现有系统,创新出一种全新使用方法:星链的星载观星器,除了传统的观测恒星来定位功能外,他们脑子一转,为啥不能利用该光学设备,探测近地轨道的太空物体呢?正因为星链星座卫星数量巨大,每颗卫星都有一台主观星器,和两台备用观星器,全星座有近 3万台观星器,可以 24 小时无间断、无死角的光学观测近地轨道的飞行物体。但是,由于物体大小不同,光学反射率不同,轨道参数不同,所以,搭观星器便车,也不是大家想象中好简单,因为。。。


  • 海量的卫星、海量的观星器、海量的数据需要海量的实时处理能力。SpaceX现在可以做到近乎实时(分钟级别)的更新被观测物体的轨道数据,和发布碰撞预测。目前"观星"系统每天观测、跟踪、更新近 3 千万次近地轨道物体飞行状态。3 千万次!!这一能力,和现有美国太空军系统相比,不在同一级别上,简直是降维打击。尽管没有其他国家非公开的类似系统的数据,基本可以确定的说,他们不会比美国太空军做得更好。以此类推,SpaceX的"观星"系统,遥遥领先,不,已经领先到看不见了。


  • 同时,SpaceX 肩负起了全球领跑者的担当和责任:以一个私人企业,在没有国家或其他机构资助的情况下,自己开发、运行、维护、和公开"观星"系统,免费无偿提供给全世界使用。这对于其他火箭发射机构、卫星运营商,尤其是巨型星座开发商来说,简直是莫名其妙的天降礼物。


  • 但是,SpaceX同时指出,再好的光学跟踪系统,也比不过火箭发射机构和卫星运营商主动发布和更新的轨道数据。他们强烈建议,大家不要自私,提供实时轨道和变轨参数(军用除外),这样和"观星"的被动跟踪数据融合,更好的管理和维护低轨卫星的健康生态圈。

最后,我再加一句,如果读到这里,你还不能理解星链无与伦比的威力的话,那。。。上万颗卫星,数万个光学跟踪器,上万的大功率相控阵天线,上千的 4G 手机基站天线,24 小时全球无死角覆盖,这还只是星链星座一些附加、创新的用途而已(其他创新用途例如完全取代 GPS)。星链,从无到有,从被嘲笑到碾压全球,从 WiFi 到手机直连,从一穷二白到目前年营收超过百亿美元,仅仅花了6 年时间。


震撼!


[1]:https://starlink.com/updates/stargaze