中国卫星云海1号被撞碎，300天后恢复运行

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中国卫星云海1号被撞碎，300天后恢复运行1

据俄塔斯社1月4日报道，近期美太空军确认，去年中方的云海一号02卫星与俄罗斯的太空碎片发生碰撞后，都以为这颗卫星已经报废，但是没有想到中方的这颗卫星奇迹般的恢复了。这个结果令NASA一片惊呼，直言中方在航天领域的实力被低估。

2019年中方在酒泉卫星发射中心发射了云海1号02卫星，这颗卫星主要用于海洋、空间环境监测和防灾减灾等。2021年3月份，这颗卫星在轨运行期间突然解体，生成了37个碎片。之后美天空军发布消息称，中方的云海1号02星与俄罗斯1996年发射的并已经报废的卫星生产的碎片发生碰撞，导致该卫星产生37枚碎片，并且卫星在太空中失去稳定性，不断的发生翻滚。外界都认为，这颗卫星发生碰撞后并产生碎片后，就完全报废了。但是随后的检测情况，超过了外界的预料。

近期美方太空军确认，通过无线电和光学观测实施对云海1号02卫星进行持续观测发现，这颗卫星发生的状态逐渐稳定并得到了控制，轨道高度也逐渐稳定，卫星依然在正常的向地面发送加密的数据，并且其光学特征从3秒闪烁一次，变成稳定的保持亮度。从美太空军披露的信息来看，云海1号02星发生碰撞后，确实一度处于失控状态，但随后这颗卫星奇迹般的恢复了正常，并能够继续保持稳定工作。这一点让NASA都非常的吃惊，毕竟在太空中高速碰撞，对卫星的损害还是非常大的，该卫星能够继续工作，一方面原因可能是碰撞的并不是关键的部位，比如与太阳能电池板发生了碰撞。另一方面这颗卫星的质量确实非常好，稍微的损伤并没有影响到这颗卫星的主要功能。

云海1号02型恢复工作确实是一个好消息，但是越来越多的太空垃圾也确实需要引起高度关注。随着人类送入太空的航天器越来越多，在太空中的碎片也会越来越多，碎片并不受控制，飞行没有太多的规律，很容易与正常的航天器发生碰撞，国际社会必须想办法共同解决这个问题。另外近期中方披露，SpaceX公司的两颗星链卫星差点与天宫空间站发生碰撞，也再次说明，国际社会在太空领域制定更严格的`规则非常的重要。比如SpaceX公司要在太空中发射3万多颗小型卫星，其带来的严重后果必须要被考虑到。

近些年，中方在航天领域的发展速度非常的快，向太空中发射了大量的航天器，特别是天宫空间站在轨道运行，内部还有航天员长期驻扎，安全问题就更加的关键。为了保障安全，中方可能需要建设性能更加先进的观测和监控系统，能够监控太空中运行的航天器和太空垃圾，并对可能发生的碰撞进行预警，避免事故发生。另外，中方可能需要号召国际社会制定更严格的公约，保障各国不制造更多的太空垃圾。

中国卫星云海1号被撞碎，300天后恢复运行2

2021年3月23日，美国太空军“第18太空控制中队”（18SPCS）发布消息：中国云海一号02星（编号44547，2019-063A）发生解体，解体时间为3月18日，已经跟踪到21块与卫星有关的碎片。

轨道图像显示卫星共碎成22块

从检索到的轨道数据看，云海一号02星确实发生了解体，图像中绿色的线为卫星主体部分的轨迹，灰色线是它的碎片，红色线是当初发射它的长征二号丁运载火箭上面级的运行轨迹。

尽管哈佛-史密森天体物理中心的科学家乔纳森·迈克道尔在8月14日拿出数据，称撞击中国卫星的碎片大小在10~50厘米之间，它来自于俄罗斯1996年9月发射卫星的Zenit-2火箭残片，但由于3月18日的“意外碰撞”发生于中美阿拉斯加对话前仅几小时，时间点敏感，有人认为撞击“体现美国实力地位”，不排除故意。

太空撞击往往是毁灭性的

谁也不会想到，2022年1月4日，无线电爱好者斯科特·蒂利在社交媒体上报告了一条惊人的消息：“云海一号02星继续在L波段上发射加密数据，并且它的光学特征从3秒周期变为稳定。”

数据显示云海一号02星已经恢复正常

我们知道，卫星在正常工作时，它的姿态通常会保持某种稳定；云海一号02星同时承担空间环境探测任务，为了扩大扫描范围，它会在向前飞行的过程中同时做轴向旋转，遥感设备需要对地面和太空进行扫描，同时它还要将信号发送到地面天线，或者太空的中继卫星，再由中继卫星将信号传回地面。这个时候我们观察到卫星的光学特征会呈现周期性的变化。

对地遥感卫星通常保持姿态稳定

实际上就在美国太空军给云海一号02星“判了死刑”的半个月之后，4月12日，有一位叫Serge的业余无线电爱好者就在推特上发布消息称“云海一号02卫星仍然在L波段发射信号，频率为1704MHz”，他还同时贴出了两颗云海卫星的信号截图。

云海一号双星都在发射信号

Serge的发现迅速得到多人确认，与此同时，斯科特·蒂利指出这并不能说明云海一号02星能够正常工作，因为观察它的光度曲线，发现卫星亮度变化周期不规律。

我们知道，卫星在太空飞行，当太空照射到它的表面时，会有一部分阳光反射到地面，卫星姿态稳定，我们会看到一个稳定的或者有规律的亮点，当卫星亮度发生不规则变化就说明卫星在不受控地翻滚——这对于遥感卫星来说是致命的。

10月8日，MMT天文台观察到云海一号02星的光度曲线发生了一些变化，显示卫星从无规律的运动状态逐步调整：

光度变化显示卫星开始姿态调整

云海一号02星周期为3秒的滚转是否正常？我们看看它在碰撞之前的数据：

撞击前卫星光度变化

从3月4日卫星的光度变化数据看，云海一号02星在碰撞前光学特征变化的频率为3.3秒，也就是说10月8日之后卫星姿态在一点点恢复到碰撞前的状态。

由此可见，卫星在遭受撞击后的9个多月里，它的信号收发器一直处于工作状态，能收发信号和响应地面遥控指令；卫星的姿态敏感器与星载计算机工作正常，准确感应和计算卫星姿态数据；卫星上的姿态控制发动机也没有损坏，它能将卫星从不规律的高速翻滚状态纠正回来。总而言之一句话——我们的云海一号02星依然可以正常工作！

云海一号02星轨道参数

那么，2021年3月18日到底发生了什么？

从散布在轨道上的21个碎片我们可以确定：有一颗不明物体快速接近并撞击了在轨正常运行的云海一号02星，由于撞击动能巨大，卫星的一部分被撕成碎片，其中大于1厘米的可追踪碎片就多达21个，这些碎片与卫星一起继续在轨道上运行。

幸运的是，撞击体并没有命中卫星主体，它可能是摧毁了云海一号02星的其中一面太阳翼，卫星发生剧烈滚动，但推进和控制系统完好。在地面控制人员长达几个月的持续努力下，终于将卫星的姿态稳定下来，最终挽救了卫星。

卫星可能是被撞碎了太阳能帆板

究竟是什么东西撞击了云海一号02星？我们不得而知，但从被撞击后卫星能够调整回来并继续投入工作，说明中国卫星质量过硬，中国航天人高超的技术和契而不舍的精神更值得我们学习。

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事情缘起于推特上一著名的无线电爱好者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.

尽管已经解体，但云海1-02星仍继续在L波段发射加密数据，它的光学信号已经从3秒周期变为稳定。

可能很多朋友不知道这是什么意思，简单的捋一捋，大概意思就说云海1号02星已经在L波段能提供稳定的加密数据信号，这表示它的发射与接收天线以及星载处理无线电设备工作是正常的。

另一个光学信号从3秒周期变为稳定，这个意思则是原本处在翻滚状态，从天文台获取的光变信号是不稳定，但现在已经趋于稳定，也就是说不翻滚了，姿态可控。

简单的一句话总结：云海1号02星已经恢复正常，围观群众可能不太清楚这颗卫星经历了什么，但了解中国航天的朋友一定知道这中间有一个极其曲折的故事，下文就试图把来龙去脉捋一捋。

云海一号：太空爆炸？碎裂成22块

云海一号是我国用于大气海洋环境要素探测、空间环境探测、防灾减灾和科学试验等领域的卫星，轨道为太阳同步轨道，高度为780千米，01星于2016年11月12日发射，02星于2019年9月25日发射，均成功入轨，工作正常。

意外发生于2021年3月18日，在轨工作的中国云海一号02突然发生解体，据美国太空部队第 18 太空控制中队（SPCS）的数据，02星已经碎裂成了22块散列在轨道上，目前该中队正在追踪卫星的碎片数据，避免对其他航天器产生影响。

但对02星为何会发生解体碎裂却一直是个谜，公开的新闻中没有任何信息，但非常巧合的是，美空军第18太空控制中队曾于3月10日披露过一个并没有引起太多人注意的事情，美国国家海洋和大气管理局的一颗报废卫星NOAA-17在太空因为发生爆炸而解体，产生了16个碎片，目前也在追踪与评估碎片的危险性。

NOAA-17美国海洋与大气管理局的一颗卫星，编号为2002-032A，轨道为太阳同步轨道，近地点807千米，远地点823千米，重量约1.4吨。美官方并没有给出它发生爆炸的原因，但据专业人士分析，很可能是这颗报废卫星上的电池发生了爆炸从而导致卫星解体。

因为NOAA的系列卫星还是有前科的，2015年11月25日，美国国防部联合太空作战中心（JSpOC）宣布了NOAA-16解体，在2016年3月26日确认16星的碎片达到了275块。

因此有人怀疑这是美国人NOAA-17星解体后的碎片撞击了同是太阳同步轨道的中国云海一号02星，因为02星是一颗仍在服役期内的卫星，而中国人的卫星性能虽然不是全球最好，但稳定性绝对是数一数二，因此这个怀疑不无道理。

图表显示太阳同步轨道 (绿色) 在一年中四个位置点的方向。非太阳同步轨道 (洋红色)

不过太阳同步轨道比较特殊，除了会在两极相遇外，其他位置是不会的，只要检测云海一号02星的解体时间就能分析出到底是不是NOAA系列卫星的撞击，因此专业人士怀疑这个可能性也不大。

而坊间此时的猜测已经转向了激光武器攻击或者反卫星等，但云海一号02星纯粹就是颗海洋与空间环境观测卫星，与世无争，没有理由要攻击它，因此02星的解体一直是个谜。

云海一号02星恢复工作，到底是怎么做到的？

2022年1月11日，SPACENEWS上刊发了一篇文章称NASA已经确认2021年3月18日，云海一号02星解体的原因，是俄罗斯在1996年发射的Cosmos 2333的卫星有关。

Cosmos 2333是一颗军用天基无线电监听卫星，它采样的数据用来确定无线电发射物体的确切位置以及它们的类型、操作模式以及它们的活跃程度等，天基监视可以对这些动向做评估作为突发事件的早期预警，这颗卫星的近地点高度为837千米，远地点高度为865千米，倾角为70.8199°。

没有证据表明Cosmos 2333已经碎裂，不过在发射的同时还有其它部分同时入轨了，1996-051A是卫星主体，编号B为天顶火箭，C、D、E、F是被分离时弹到更高轨道的小型分离发动机罩碎片，还有G到Q编号也是。

据NASA称，可能是Cosmos 2333的其中一块碎片撞击到了云海一号02星，之所以云海一号02星能恢复工作，极有可能是撞击到了02星的太阳翼，碎片高速撞击使得一侧的太阳翼毁损，并同时导致卫星姿态失控，整星遭遇极端震动，暂时失去了控制。

但其天线与姿态控制动量轮以及轨道维持发动机应该没有损坏，因此在断断续续的的L波段加密信号控制中，地面控制人员终于将其恢复正常，个中所经历的艰辛是常人所难以想象的。一般这种失控的卫星会经过如下抢救过程：

确定信号窗口周期（滚转的卫星天线可能会在某个阶段对准地面），然后确定卫星的滚转速度与方向，确定调整方案，在窗口周期内向其注入轨控信号，或者分阶段恢复姿态，其可能会有动量轮控制以及轨道维持发动机点火等多种手段。

一般这种机会只有一次，因为轨控失败，如果天线在翻滚过程中再也不会指向地面测控站，那么这颗卫星算是丢了。因此抢救失控卫星的技术要求极高，这是对一个测控团队最好的技术考核！我国测控人员抢救失控卫星也不止一颗两颗了，这次绝壁是体现了测控的真正技术水准。

2021年10月8日，MMT天文台发布的光变数据表明，其已经趋于稳定，也就是说经过我国工作人员数月的抢救，云海一号02星基本恢复正常。

假如从推测的角度来看其一侧的太阳翼损坏，那么未来的姿态控制上应该会增加不少难度，因为这会有几个问题，首先就是“太阳风”与辐射压的不平衡，其次则是重心已经重新分布，当然这些参数注入星载姿态控制系统后，将会做出补偿调整。

另外缺少了一侧太阳能电池后，其星载设备功率也需要重新分配，毕竟功率至少已经减少了一半，当然即使是部分设备能工作也比失去这颗卫星要好得多，厉害了我们的卫星测控工程师！