星眼01星成功入轨,我国太空碎片管理迈出关键一步,156颗星座规划启动验证

11月7日,谷神星二号遥三火箭将星眼01星送入轨道,该卫星专司太空态势感知,重点监测1厘米级百万量级低轨碎片,采用“天数天算”模式实现星上处理与激光回传,为在轨航天器提供碰撞预警与规避支持。

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11月7日7时37分,酒泉卫星发射中心,谷神星二号遥三运载火箭点火升空,顺利将四颗卫星送入预定轨道。其中一颗名为“星眼01星”的卫星引发行业关注——它并非传统对地观测卫星,而是我国首个专注于太空目标感知的在轨验证平台,任务直指日益严峻的太空碎片威胁。

当前近地轨道活跃卫星已超1万颗,而直径1至10厘米的不可追踪碎片数量达百万级。这类“隐形杀手”虽小,却足以击穿航天器外壳甚至导致整星失效。地面雷达与光学望远镜受限于地理分布、天气条件与昼夜交替,存在显著观测盲区;尤其在晨昏交界区域,太阳角度导致碎片反光微弱,地面系统难以捕捉。将感知设备搬上太空,实现“在天看天”,成为补足短板的关键路径。

星眼01星由星图测控设计、钧天航宇研制,搭载一台大视场对空天感知相机,运行于晨昏轨道。该轨道特性使其始终处于日照边缘,相机可连续利用太阳光照射空间目标产生的反射光进行成像,大幅提升对暗弱目标(如无涂层碎片)的探测灵敏度。一次扫描即可捕获上百个运动目标,静止恒星作为背景参考点,移动目标则呈现为短轨迹线段,系统据此初步筛选出需重点关注对象。

目标识别并非一拍即定。同一碎片会在不同时间多次进入相机视野,系统需通过多帧关联匹配,结合其轨道参数变化与光度特征(如闪烁频率、亮度曲线),完成身份确认——这类似于现实中通过多次偶遇比对外貌与行走路线来识别同一人。该过程称为“编目”,即为每个空间物体建立唯一标识与动态数据库。星图测控卫星总体研究院院长罗丹指出,编目是太空交通管理的基础,相当于给所有在轨物体“登记户口”。

技术难点在于数据洪流。单张原始图像达1.2Gb;若全天持续拍摄并全量下传,远超现有地面站带宽极限。为此,星眼01星创新采用“天数天算”架构:星载算力单元在轨完成目标检测、帧间关联、初轨计算与数据压缩,仅将几兆字节的结构化结果通过星间激光链路实时回传。这一设计不仅缓解地面接收压力,更大幅缩短响应延迟,为碰撞预警争取关键时间窗口。

星眼星座整体规划156颗卫星,采取“试验先行、分步建设”策略。本次入轨的星眼01星为首批验证星,核心任务是考核三大能力:大视场相机能否支撑广域扫描、高灵敏探测器能否稳定捕获暗弱目标、星上AI算法与算力单元能否在真实空间环境中可靠运行。只有这些关键技术通过在轨验证,后续组网部署才具备工程可行性。

据星图测控洞察技术研究院院长牛东介绍,单星验证阶段已能实现近似“无盲区”覆盖;待多星组网后,观测重访周期将从数小时压缩至分钟级,轨道预报精度与碰撞风险评估能力将显著提升。系统最终将输出分级预警信息,并为卫星运营商提供具体规避策略建议,例如调整轨道高度或相位角。

星眼卫星通过激光链路向地面站回传处理后数据的示意图

值得注意的是,此次任务也是谷神星二号火箭复飞后的第二次成功发射。该型火箭由星河动力研发,采用三级固体+液体上面级构型,500公里太阳同步轨道运载能力1.3吨,已累计执行24次入轨任务,服务30家客户共94颗商业卫星。其可靠性提升为高频次、低成本部署星眼星座提供了坚实运力保障。

太空态势感知能力正从国家专属能力转向商业化服务。随着Starlink、OneWeb等巨型星座加速部署,低轨环境日趋拥挤,国际社会对透明、共享的空间交通管理机制呼声渐高。我国星眼计划若如期建成,不仅可保障自身航天资产安全,亦有望参与全球空间治理规则制定,提供第三方中立监测服务。

星眼星座组网概念图,显示多颗卫星协同覆盖地球轨道

目前,全球尚无完整覆盖低轨的在轨感知星座。美国Space Surveillance Network(SSN)主要依赖地面雷达与望远镜,欧洲正在推进“Space Surveillance and Tracking”(SST)系统,但均未实现全天候、全时段自主观测。星眼01星的成功入轨,标志着我国在该领域迈出实质性一步,从“被动防御”转向“主动感知+智能决策”的新范式。

后续,星图测控将依据星眼01星的在轨表现,优化载荷设计与算法模型,并推动星眼02、03等试验星尽快发射。按规划,星座一期约20颗卫星将在2027年前完成部署,初步形成低轨碎片监测能力;二期扩展至156颗后,可实现对厘米级目标的常态化跟踪与风险预判。

太空不是法外之地。当轨道资源日益稀缺,一套高效、可信、自主的太空交通管理系统,已成为航天强国的标配基础设施。星眼计划的落地,不仅是技术突破,更是我国深度参与空间可持续发展治理的重要实践。