中國衛星被撞成22塊碎片後重新恢復工作，去年中方的雲海一號02衛星與俄羅斯的太空碎片發生碰撞後，奇蹟般的恢復了。中國衛星被撞成22塊碎片後重新恢復工作。
中國衛星被撞成22塊碎片後重新恢復工作1
事情緣起於推特上一著名的無線電愛好者Scott Tilly在2022年1月4日的推文：
Despite the break-up YUNHAI 1-02 continues to emit encrypted data on L-band. Its optical behaviour changed from a 3 second period to a steady characteristic.
儘管已經解體，但云海1-02星仍繼續在L波段發射加密數據，它的光學信號已經從3秒週期變爲穩定。
可能很多朋友不知道這是什麼意思，簡單的捋一捋，大概意思就說雲海1號02星已經在L波段能提供穩定的加密數據信號，這表示它的發射與接收天線以及星載處理無線電設備工作是正常的。
另一個光學信號從3秒週期變爲穩定，這個意思則是原本處在翻滾狀態，從天文臺獲取的光變信號是不穩定，但現在已經趨於穩定，也就是說不翻滾了，姿態可控。
簡單的一句話總結：雲海1號02星已經恢復正常，圍觀羣衆可能不太清楚這顆衛星經歷了什麼，但瞭解中國航天的朋友一定知道這中間有一個極其曲折的故事，下文就試圖把來龍去脈捋一捋。
雲海一號：太空爆炸？碎裂成22塊
雲海一號是我國用於大氣海洋環境要素探測、空間環境探測、防災減災和科學試驗等領域的衛星，軌道爲太陽同步軌道，高度爲780千米，01星於2016年11月12日發射，02星於2019年9月25日發射，均成功入軌，工作正常。
意外發生於2021年3月18日，在軌工作的中國雲海一號02突然發生解體，據美國太空部隊第 18 太空控制中隊（SPCS）的數據，02星已經碎裂成了22塊散列在軌道上，目前該中隊正在追蹤衛星的碎片數據，避免對其他航天器產生影響。
但對02星爲何會發生解體碎裂卻一直是個謎，公開的新聞中沒有任何信息，但非常巧合的是，美空軍第18太空控制中隊曾於3月10日披露過一個並沒有引起太多人注意的事情，美國國家海洋和大氣管理局的一顆報廢衛星NOAA-17在太空因爲發生爆炸而解體，產生了16個碎片，目前也在追蹤與評估碎片的危險性。
NOAA-17美國海洋與大氣管理局的一顆衛星，編號爲2002-032A，軌道爲太陽同步軌道，近地點807千米，遠地點823千米，重量約1.4噸。美官方並沒有給出它發生爆炸的原因，但據專業人士分析，很可能是這顆報廢衛星上的電池發生了爆炸從而導致衛星解體。
因爲NOAA的系列衛星還是有前科的，2015年11月25日，美國國防部聯合太空作戰中心（JSpOC）宣佈了NOAA-16解體，在2016年3月26日確認16星的碎片達到了275塊。
因此有人懷疑這是美國人NOAA-17星解體後的碎片撞擊了同是太陽同步軌道的中國雲海一號02星，因爲02星是一顆仍在服役期內的衛星，而中國人的衛星性能雖然不是全球最好，但穩定性絕對是數一數二，因此這個懷疑不無道理。
圖表顯示太陽同步軌道 (綠色) 在一年中四個位置點的方向。非太陽同步軌道 (洋紅色)
不過太陽同步軌道比較特殊，除了會在兩極相遇外，其他位置是不會的，只要檢測雲海一號02星的解體時間就能分析出到底是不是NOAA系列衛星的撞擊，因此專業人士懷疑這個可能性也不大。
而坊間此時的猜測已經轉向了激光武器攻擊或者反衛星等，但云海一號02星純粹就是顆海洋與空間環境觀測衛星，與世無爭，沒有理由要攻擊它，因此02星的解體一直是個謎。
雲海一號02星恢復工作，到底是怎麼做到的？
2022年1月11日，SPACENEWS上刊發了一篇文章稱NASA已經確認2021年3月18日，雲海一號02星解體的原因，是俄羅斯在1996年發射的Cosmos 2333的衛星有關。
Cosmos 2333是一顆軍用天基無線電監聽衛星，它採樣的數據用來確定無線電發射物體的確切位置以及它們的類型、操作模式以及它們的活躍程度等，天基監視可以對這些動向做評估作爲突發事件的早期預警，這顆衛星的近地點高度爲837千米，遠地點高度爲865千米，傾角爲70.8199°。
沒有證據表明Cosmos 2333已經碎裂，不過在發射的同時還有其它部分同時入軌了，1996-051A是衛星主體，編號B爲天頂火箭，C、D、E、F是被分離時彈到更高軌道的小型分離發動機罩碎片，還有G到Q編號也是。
據NASA稱，可能是Cosmos 2333的其中一塊碎片撞擊到了雲海一號02星，之所以雲海一號02星能恢復工作，極有可能是撞擊到了02星的太陽翼，碎片高速撞擊使得一側的太陽翼毀損，並同時導致衛星姿態失控，整星遭遇極端震動，暫時失去了控制。
但其天線與姿態控制動量輪以及軌道維持發動機應該沒有損壞，因此在斷斷續續的的L波段加密信號控制中，地面控制人員終於將其恢復正常，箇中所經歷的艱辛是常人所難以想象的。一般這種失控的衛星會經過如下搶救過程：
確定信號窗口週期（滾轉的衛星天線可能會在某個階段對準地面），然後確定衛星的滾轉速度與方向，確定調整方案，在窗口週期內向其注入軌控信號，或者分階段恢復姿態，其可能會有動量輪控制以及軌道維持發動機點火等多種手段。
一般這種機會只有一次，因爲軌控失敗，如果天線在翻滾過程中再也不會指向地面測控站，那麼這顆衛星算是丟了。因此搶救失控衛星的技術要求極高，這是對一個測控團隊最好的技術考覈！我國測控人員搶救失控衛星也不止一顆兩顆了，這次絕壁是體現了測控的真正技術水準。
2021年10月8日，MMT天文臺發佈的光變數據表明，其已經趨於穩定，也就是說經過我國工作人員數月的搶救，雲海一號02星基本恢復正常。
假如從推測的角度來看其一側的太陽翼損壞，那麼未來的姿態控制上應該會增加不少難度，因爲這會有幾個問題，首先就是“太陽風”與輻射壓的不平衡，其次則是重心已經重新分佈，當然這些參數注入星載姿態控制系統後，將會做出補償調整。
另外缺少了一側太陽能電池後，其星載設備功率也需要重新分配，畢竟功率至少已經減少了一半，當然即使是部分設備能工作也比失去這顆衛星要好得多，厲害了我們的衛星測控工程師！
中國衛星被撞成22塊碎片後重新恢復工作2
據俄塔斯社1月4日報道，近期美太空軍確認，去年中方的雲海一號02衛星與俄羅斯的太空碎片發生碰撞後，都以爲這顆衛星已經報廢，但是沒有想到中方的這顆衛星奇蹟般的恢復了。這個結果令NASA一片驚呼，直言中方在航天領域的實力被低估。
2019年中方在酒泉衛星發射中心發射了雲海1號02衛星，這顆衛星主要用於海洋、空間環境監測和防災減災等。2021年3月份，這顆衛星在軌運行期間突然解體，生成了37個碎片。之後美天空軍發佈消息稱，中方的雲海1號02星與俄羅斯1996年發射的並已經報廢的衛星生產的碎片發生碰撞，導致該衛星產生37枚碎片，並且衛星在太空中失去穩定性，不斷的發生翻滾。外界都認爲，這顆衛星發生碰撞後併產生碎片後，就完全報廢了。但是隨後的檢測情況，超過了外界的預料。
近期美方太空軍確認，通過無線電和光學觀測實施對雲海1號02衛星進行持續觀測發現，這顆衛星發生的狀態逐漸穩定並得到了控制，軌道高度也逐漸穩定，衛星依然在正常的向地面發送加密的數據，並且其光學特徵從3秒閃爍一次，變成穩定的保持亮度。從美太空軍披露的信息來看，雲海1號02星發生碰撞後，確實一度處於失控狀態，但隨後這顆衛星奇蹟般的恢復了正常，並能夠繼續保持穩定工作。這一點讓NASA都非常的吃驚，畢竟在太空中高速碰撞，對衛星的損害還是非常大的，該衛星能夠繼續工作，一方面原因可能是碰撞的並不是關鍵的部位，比如與太陽能電池板發生了碰撞。另一方面這顆衛星的質量確實非常好，稍微的損傷並沒有影響到這顆衛星的主要功能。
雲海1號02型恢復工作確實是一個好消息，但是越來越多的太空垃圾也確實需要引起高度關注。隨着人類送入太空的航天器越來越多，在太空中的碎片也會越來越多，碎片並不受控制，飛行沒有太多的規律，很容易與正常的航天器發生碰撞，國際社會必須想辦法共同解決這個問題。另外近期中方披露，SpaceX公司的兩顆星鏈衛星差點與天宮空間站發生碰撞，也再次說明，國際社會在太空領域制定更嚴格的規則非常的重要。比如SpaceX公司要在太空中發射3萬多顆小型衛星，其帶來的嚴重後果必須要被考慮到。
近些年，中方在航天領域的發展速度非常的快，向太空中發射了大量的航天器，特別是天宮空間站在軌道運行，內部還有航天員長期駐紮，安全問題就更加的關鍵。爲了保障安全，中方可能需要建設性能更加先進的觀測和監控系統，能夠監控太空中運行的航天器和太空垃圾，並對可能發生的碰撞進行預警，避免事故發生。另外，中方可能需要號召國際社會制定更嚴格的公約，保障各國不製造更多的太空垃圾。
中國衛星被撞成22塊碎片後重新恢復工作3
2021年3月23日，美國太空軍“第18太空控制中隊”（18SPCS）發佈消息：中國雲海一號02星（編號44547，2019-063A）發生解體，解體時間爲3月18日，已經跟蹤到21塊與衛星有關的'碎片。
軌道圖像顯示衛星共碎成22塊
從檢索到的軌道數據看，雲海一號02星確實發生瞭解體，圖像中綠色的線爲衛星主體部分的軌跡，灰色線是它的碎片，紅色線是當初發射它的長征二號丁運載火箭上面級的運行軌跡。
儘管哈佛-史密森天體物理中心的科學家喬納森·邁克道爾在8月14日拿出數據，稱撞擊中國衛星的碎片大小在10~50釐米之間，它來自於俄羅斯1996年9月發射衛星的Zenit-2火箭殘片，但由於3月18日的“意外碰撞”發生於中美阿拉斯加對話前僅幾小時，時間點敏感，有人認爲撞擊“體現美國實力地位”，不排除故意。
太空撞擊往往是毀滅性的
誰也不會想到，2022年1月4日，無線電愛好者斯科特·蒂利在社交媒體上報告了一條驚人的消息：“雲海一號02星繼續在L波段上發射加密數據，並且它的光學特徵從3秒週期變爲穩定。”
數據顯示雲海一號02星已經恢復正常
我們知道，衛星在正常工作時，它的姿態通常會保持某種穩定；雲海一號02星同時承擔空間環境探測任務，爲了擴大掃描範圍，它會在向前飛行的過程中同時做軸向旋轉，遙感設備需要對地面和太空進行掃描，同時它還要將信號發送到地面天線，或者太空的中繼衛星，再由中繼衛星將信號傳回地面。這個時候我們觀察到衛星的光學特徵會呈現週期性的變化。
對地遙感衛星通常保持姿態穩定
實際上就在美國太空軍給雲海一號02星“判了死刑”的半個月之後，4月12日，有一位叫Serge的業餘無線電愛好者就在推特上發佈消息稱“雲海一號02衛星仍然在L波段發射信號，頻率爲1704MHz”，他還同時貼出了兩顆雲海衛星的信號截圖。
雲海一號雙星都在發射信號
Serge的發現迅速得到多人確認，與此同時，斯科特·蒂利指出這並不能說明雲海一號02星能夠正常工作，因爲觀察它的光度曲線，發現衛星亮度變化週期不規律。
我們知道，衛星在太空飛行，當太空照射到它的表面時，會有一部分陽光反射到地面，衛星姿態穩定，我們會看到一個穩定的或者有規律的亮點，當衛星亮度發生不規則變化就說明衛星在不受控地翻滾——這對於遙感衛星來說是致命的。
10月8日，MMT天文臺觀察到雲海一號02星的光度曲線發生了一些變化，顯示衛星從無規律的運動狀態逐步調整：
光度變化顯示衛星開始姿態調整
雲海一號02星週期爲3秒的滾轉是否正常？我們看看它在碰撞之前的數據：
撞擊前衛星光度變化
從3月4日衛星的光度變化數據看，雲海一號02星在碰撞前光學特徵變化的頻率爲3.3秒，也就是說10月8日之後衛星姿態在一點點恢復到碰撞前的狀態。
由此可見，衛星在遭受撞擊後的9個多月裏，它的信號收發器一直處於工作狀態，能收發信號和響應地面遙控指令；衛星的姿態敏感器與星載計算機工作正常，準確感應和計算衛星姿態數據；衛星上的姿態控制發動機也沒有損壞，它能將衛星從不規律的高速翻滾狀態糾正回來。總而言之一句話——我們的雲海一號02星依然可以正常工作！
雲海一號02星軌道參數
那麼，2021年3月18日到底發生了什麼？
從散佈在軌道上的21個碎片我們可以確定：有一顆不明物體快速接近並撞擊了在軌正常運行的雲海一號02星，由於撞擊動能巨大，衛星的一部分被撕成碎片，其中大於1釐米的可追蹤碎片就多達21個，這些碎片與衛星一起繼續在軌道上運行。
幸運的是，撞擊體並沒有命中衛星主體，它可能是摧毀了雲海一號02星的其中一面太陽翼，衛星發生劇烈滾動，但推進和控制系統完好。在地面控制人員長達幾個月的持續努力下，終於將衛星的姿態穩定下來，最終挽救了衛星。
衛星可能是被撞碎了太陽能帆板
究竟是什麼東西撞擊了雲海一號02星？我們不得而知，但從被撞擊後衛星能夠調整回來並繼續投入工作，說明中國衛星質量過硬，中國航天人高超的技術和契而不捨的精神更值得我們學習。
