|議史紀(jì)

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半個(gè)世紀(jì)前就同地球失聯(lián)的衛(wèi)星竟然復(fù)活了，在軌道上飄了幾十年，突然又開始朝地球發(fā)射信號(hào)。

很多人第一反應(yīng)是：老衛(wèi)星還能自己“復(fù)活”，挺有意思，技術(shù)真牛。真正負(fù)責(zé)任的航天機(jī)構(gòu)卻高興不起來(lái)。

因?yàn)楸凰鼏拘训?，不只是一個(gè)型號(hào)叫 LES-1 的老家伙，而是一整套被拖到今天都還沒徹底解決的問(wèn)題。

這個(gè)失聯(lián)四十余年的衛(wèi)星為何突然恢復(fù)正常了呢？究竟是誰(shuí)在影響衛(wèi)星的信號(hào)？難不成真有外星人？

僵尸衛(wèi)星，冷戰(zhàn)邊角料

現(xiàn)在在軌道上時(shí)不時(shí)冒泡的那點(diǎn)信號(hào)，其實(shí)來(lái)自一臺(tái)在1960年代就已經(jīng)擠進(jìn)發(fā)射排期的小實(shí)驗(yàn)品。

冷戰(zhàn)膠著的時(shí)候，美國(guó)空軍和麻省理工的林肯實(shí)驗(yàn)室湊在一起，搞了一個(gè)“林肯實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”系列，說(shuō)白了就是給新通訊技術(shù)找個(gè)太空試驗(yàn)場(chǎng)。

LES-1就是這個(gè)系列打頭陣的，個(gè)頭不大，大約三十厘米見方，重量三十多公斤，外觀看著像個(gè)方盒子，但在當(dāng)年已經(jīng)算是前沿科技的載體。

這顆衛(wèi)星的主任務(wù)很直接：測(cè)試X波段通訊，讓美國(guó)跨洋跟歐洲盟友通話更穩(wěn)更安全，別動(dòng)不動(dòng)就被干擾、被偷聽。那會(huì)兒的想法也不復(fù)雜，先把東西送上去，成沒成再說(shuō)。

問(wèn)題恰恰出在那次發(fā)射上?；鸺娐方泳€出現(xiàn)故障，第三級(jí)根本沒按計(jì)劃分離，衛(wèi)星被死死黏在殘余火箭上，軌道高度直接卡在兩千七百公里附近，變成一條近乎圓形的錯(cuò)誤軌道。

這種失敗在冷戰(zhàn)高強(qiáng)度發(fā)射節(jié)奏下并不算大新聞，當(dāng)時(shí)的思路是：試錯(cuò)、再試錯(cuò)，能用就繼續(xù)，失效就當(dāng)經(jīng)驗(yàn)。

剛上天的那段時(shí)間里，LES-1的表現(xiàn)還算爭(zhēng)氣，確實(shí)給地面發(fā)了不少測(cè)試信號(hào)，證明X波段的路子沒走歪。但后面姿態(tài)控制徹底失控。由于火箭殘骸掛在身上，重心和轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)都被打亂，衛(wèi)星開始緩慢翻滾。

林肯實(shí)驗(yàn)室和空軍地面團(tuán)隊(duì)試著遙控修正姿態(tài)，各種指令打上去，就是壓不住翻轉(zhuǎn)。再往后，通訊信號(hào)開始斷斷續(xù)續(xù)，到了1967年前后，鏈接徹底中斷，LES-1正式從“實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”降級(jí)成“無(wú)響應(yīng)目標(biāo)”。

在那個(gè)發(fā)射頻率“跟下餃子差不多”的年代，一顆失敗的試驗(yàn)星被丟在軌道上，幾乎沒人覺得這是什么原則問(wèn)題。

檔案封存，狀態(tài)標(biāo)記為“失效”，工程團(tuán)隊(duì)把精力轉(zhuǎn)向后續(xù)型號(hào)——LES-5、LES-8、LES-9陸續(xù)上陣，頻段改成更好用的UHF，供電也開始嘗試放射性同位素?zé)犭姍C(jī)，規(guī)避太陽(yáng)能板姿態(tài)和陰影的問(wèn)題。

十幾年、二十幾年、三十幾年，地球上的航天力量從冷戰(zhàn)對(duì)抗走到多極競(jìng)爭(zhēng)，各國(guó)衛(wèi)星越發(fā)越多，軌道開始越來(lái)越擠，“太空垃圾”這個(gè)詞逐漸出現(xiàn)在國(guó)際文件里。

等到軌道安全開始成為全球議題時(shí)，這顆當(dāng)年被一筆帶過(guò)的小試驗(yàn)星，已經(jīng)悄悄在天上待了大半輩子。

所謂“復(fù)活”，其實(shí)是拖延了半個(gè)世紀(jì)的技術(shù)

2012年底，地球突然收到一串奇怪信號(hào)。

那時(shí)候，天上的主角已經(jīng)換了一大茬：國(guó)際空間站在忙著輪換乘組，中國(guó)在往太空送神舟飛船和空間實(shí)驗(yàn)室，歐洲衛(wèi)星在跑測(cè)繪與導(dǎo)航，美國(guó)商用航天剛露頭，全球高軌、低軌都相當(dāng)熱鬧。

業(yè)余無(wú)線電愛好者也沒閑著，經(jīng)常用軟件定義無(wú)線電在各個(gè)頻段上蹲守，基本就是在太空“撿聲音”。

2012年12月18日，英國(guó)康沃爾郡的一位業(yè)余玩家，在237兆赫附近掃頻時(shí)，捕捉到一串每四秒循環(huán)的脈沖，強(qiáng)弱起伏像在跟人做無(wú)聲的手勢(shì)。

他記錄下來(lái)，跟圈內(nèi)同好一對(duì)，對(duì)上了歷史資料：頻率、調(diào)制方式、軌道航跡全都對(duì)上號(hào)，源頭竟然就是那顆1965年從卡納維拉爾角發(fā)射、1967年就被判定失效的LES-1。

也就是說(shuō)，這個(gè)“僵尸衛(wèi)星”在太空飄了將近46年，突然又開口說(shuō)話。

那一刻，對(duì)無(wú)線電圈來(lái)說(shuō)是一件很有成就感的事情，對(duì)航天工程師又是另一種感覺。因?yàn)檫@意味著，一顆早已被放棄管理的老衛(wèi)星，在一個(gè)誰(shuí)也沒預(yù)料的時(shí)間點(diǎn)，以完全不受控的方式重新出現(xiàn)在頻譜里。

而且后續(xù)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，LES-1大約每九十分鐘繞地球一圈，只在陽(yáng)光照射到機(jī)身特定角度時(shí)釋放信號(hào)，翻滾造成的多普勒變化，在頻譜圖上拉出明顯傾斜的線條。

這已經(jīng)不是單純的“老物件會(huì)發(fā)光”，而是一個(gè)活生生的工程現(xiàn)實(shí)：

它還在，人類沒辦法叫它下來(lái)。

說(shuō)“復(fù)活”，聽上去有點(diǎn)戲劇化，從工程視角看，LES-1不過(guò)是換了一種方式繼續(xù)暴露自己的存在。

它發(fā)出的那點(diǎn)能量，不足以承擔(dān)任何有效通訊任務(wù)，卻足夠讓整個(gè)航天圈認(rèn)真討論一個(gè)尷尬問(wèn)題：這些幾十年前發(fā)射上去的東西，當(dāng)初沒有想過(guò)它們老了會(huì)怎么辦，現(xiàn)在統(tǒng)統(tǒng)需要補(bǔ)課。

先看最關(guān)鍵的一點(diǎn)：能源。

從常識(shí)來(lái)講，一顆1960年代的實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，太陽(yáng)能板早就經(jīng)歷過(guò)無(wú)數(shù)次熱脹冷縮和高能粒子沖擊，蓄電池循環(huán)壽命更撐不了那么久，那為什么LES-1還能在2012年、2013年、乃至之后幾年時(shí)不時(shí)冒出一點(diǎn)信號(hào)？

技術(shù)團(tuán)隊(duì)翻出了當(dāng)年的設(shè)計(jì)資料，把電路拓?fù)浜凸╇娊Y(jié)構(gòu)重新梳理了一遍。LES-1本來(lái)是由太陽(yáng)能板給蓄電池充電，再由蓄電池穩(wěn)定給發(fā)射機(jī)和控制系統(tǒng)供電，中間有一層溫度保護(hù)，當(dāng)溫度過(guò)低時(shí)會(huì)切斷電源，避免設(shè)備損壞。

這個(gè)設(shè)計(jì)在當(dāng)年勉強(qiáng)算先進(jìn)，但在幾十年的空間環(huán)境折騰之后，絕緣材料老化、焊點(diǎn)疲勞、器件內(nèi)阻變化，這些慢動(dòng)作積累在一起，很容易導(dǎo)致某個(gè)位置出現(xiàn)固化短路。

結(jié)果就是原本應(yīng)該有一整套“電池—控制—負(fù)載”的路徑，被削成了“太陽(yáng)能板—發(fā)射機(jī)”的粗暴直連。

只要機(jī)身翻轉(zhuǎn)到讓一面板正對(duì)太陽(yáng)，瞬時(shí)電流就會(huì)涌入發(fā)射機(jī)，發(fā)出一小段信號(hào)；等翻到背光區(qū)域，供電立刻消失，一切恢復(fù)沉寂。

四秒的周期來(lái)自翻滾節(jié)奏，陽(yáng)照段與陰影段在地面表現(xiàn)成一明一暗的信號(hào)波形，像在給地球做莫爾斯燈光測(cè)試。

那種“任務(wù)結(jié)束后就丟在那兒”的思路，在冷戰(zhàn)時(shí)期并不孤立，不止美國(guó)，蘇聯(lián)也留下了大量類似遺留物。

區(qū)別只是，這一次，運(yùn)氣讓LES-1重新跳上了雷達(dá)屏幕，讓整個(gè)行業(yè)不得不承認(rèn)：早期那種粗放式發(fā)射，欠下的是標(biāo)準(zhǔn)意義上的“技術(shù)債”。

雖然LES-1的發(fā)射功率有限，但它依然占據(jù)了特定頻率上的一小片資源?，F(xiàn)代衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，尤其是軍民用混合頻段，本來(lái)就需要精確協(xié)調(diào)，任何未知來(lái)源的射頻噪聲都是隱患。

老衛(wèi)星頻繁“詐尸”，不光超出了最初的設(shè)計(jì)預(yù)期，也影響了后來(lái)的頻譜規(guī)劃。換句話說(shuō)，一臺(tái)已經(jīng)被寫進(jìn)“歷史”的機(jī)器，通過(guò)這樣的方式提醒后來(lái)者：規(guī)劃不周，會(huì)給后面幾十年持續(xù)添亂。

新的衛(wèi)星任務(wù)越來(lái)越強(qiáng)調(diào)退役路徑，有推進(jìn)系統(tǒng)的要預(yù)留燃料，在壽命結(jié)束后逐步降低軌道，進(jìn)入大氣燒毀；沒有推進(jìn)系統(tǒng)的，盡量壓低初始高度，讓自然阻力在合理時(shí)間內(nèi)拖拽脫軌。

中國(guó)在這方面的做法就比較典型，新一代衛(wèi)星和火箭級(jí)在設(shè)計(jì)之初就把末期處置納入指標(biāo)考核，減少長(zhǎng)時(shí)間占位和碎片產(chǎn)生。對(duì)比之下，早年美國(guó)、蘇聯(lián)那一波“先打上去再說(shuō)”的遺留物，注定需要全球花更長(zhǎng)時(shí)間來(lái)消化。

于是，LES-1看似有點(diǎn)傳奇色彩的“復(fù)活”，實(shí)際成了舊時(shí)代工程觀念的一面鏡子：當(dāng)年留下的東西還在天空里打轉(zhuǎn)，把問(wèn)題延長(zhǎng)到了今天。人類高興不起來(lái)的真正原因，是意識(shí)到類似的故事根本不止這一件。

高興不起來(lái)，是因?yàn)橹缆闊┎艅傞_始

把視角從這顆老小方塊挪開一點(diǎn)，會(huì)發(fā)現(xiàn)整件事最讓人不安的地方，其實(shí)在數(shù)量級(jí)和時(shí)間軸上。

LES-1只是一個(gè)被點(diǎn)名的例子，軌道上靜默漂浮的“同類”還有太多，只是多數(shù)沒有這么強(qiáng)戲劇感。它們沒有突然發(fā)信號(hào)，但也同樣沒有消失，只是安靜待在那一圈圈看不見的軌道里，慢慢積累風(fēng)險(xiǎn)。

后來(lái)的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，并不是只有LES-1在搞“隔空問(wèn)候”。

2020年前后，另一個(gè)叫LES-5的老衛(wèi)星也被業(yè)余無(wú)線電愛好者捕捉到信號(hào)，模式極其相似：早年任務(wù)結(jié)束被判失效，幾十年后在陽(yáng)照條件下短暫激活，同樣沒有任何姿態(tài)控制，也沒有任何應(yīng)用價(jià)值，只剩一個(gè)結(jié)果——繼續(xù)占用軌道，繼續(xù)成為潛在碰撞目標(biāo)。

LES系列只是美國(guó)冷戰(zhàn)時(shí)期眾多軍用實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星中的一條支線，在它之外，還有大量早期導(dǎo)航、預(yù)警、偵察、通訊平臺(tái)遺留在高空。

從空間站到導(dǎo)航網(wǎng)，再到氣象和遙感衛(wèi)星，現(xiàn)在在軌正常運(yùn)行的目標(biāo)本身數(shù)量就很龐大，還要疊加上一整套太空垃圾。

早年留下的僵尸衛(wèi)星，既沒有預(yù)留推進(jìn)系統(tǒng)燃料，也沒有設(shè)計(jì)退軌程序，要把它們主動(dòng)拖下來(lái)，需要的是專門的清理技術(shù)：拖船衛(wèi)星、機(jī)械臂捕捉、帆板制動(dòng)等等。

但這些方案受限于成本、風(fēng)險(xiǎn)和國(guó)際協(xié)調(diào)，目前都處在試驗(yàn)和示范階段，離“規(guī)?；鍜摺边€有不小距離。

在這種情況下，每一顆像LES-1這樣被重新確認(rèn)存在感的老衛(wèi)星，都相當(dāng)于給未來(lái)清理任務(wù)又增加了一行清單。

軌道是共用的，只要在高空轉(zhuǎn)圈，不管哪國(guó)打上去的東西，出事故時(shí)的波及范圍都可能是全球的。

站在今天的時(shí)間點(diǎn)往前看，各國(guó)已經(jīng)不得不面對(duì)一個(gè)共識(shí)：太空這一層環(huán)境，已經(jīng)從“誰(shuí)搶到誰(shuí)用”變成“大家誰(shuí)都不能折騰過(guò)頭”。

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