太空軌道日益擁擠 美國實驗室以超級電腦模擬百萬軌道防碰撞
記者林育如／編譯
隨著全球太空活動快速增加，地球軌道正面臨前所未有的擁擠狀況。《Space.com》報導指出，根據統計，目前已有超過4萬5千個人造物體環繞地球運行，其中不僅包括提供通訊、導航與網路服務的衛星，也包含歷次太空任務遺留下來的碎片與太空垃圾。隨著各國持續發射新衛星，如何避免軌道碰撞，已成為太空安全的重要課題。
美國勞倫斯利佛摩國家實驗室（Lawrence Livermore National Laboratory，LLNL）近期公布一項新研究，針對「地月空間」（cislunar space）開發全新的軌道建模方法。地月空間指的是地球與月球之間及其周邊區域，被視為未來太空任務與衛星部署的關鍵地帶。
研究團隊利用公開的開源資料庫，模擬了多達100萬條軌道，並追蹤其長達6年的運行變化。LLNL科學家丹維爾．希金斯表示，如此大規模的模擬能為機器學習應用提供豐富資料，有助於預測軌道的壽命與穩定性，甚至可進行異常偵測，及早發現運行出現偏差的物體。
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模擬結果顯示，約有一半的軌道能維持至少一年的穩定狀態，而能在整個六年模擬期間保持穩定的軌道比例則不到一成。研究人員指出，衛星運行受到多重因素影響，無法透過單一方程式精確預測未來位置，只能透過逐步推進的方式進行計算。
這項研究所需的計算量極為龐大。LLNL表示，整個模擬共耗費約160萬CPU小時，若以單一電腦運算，需超過182年才能完成；但透過實驗室的Quartz與Ruby超級電腦，研究團隊僅花費三天即完成所有模擬。
LLNL指出，該研究未來可應用於辨識高風險軌道交會區域，協助降低衛星碰撞風險。在全球尚未建立完善太空交通協調機制的情況下，這類技術可能成為維護太空環境安全的重要工具。
