原文标题：Why the moon needs a space traffic control system
原文作者：Luke Dormehl
无比的荒凉
这是美国阿波罗登月航天员巴兹·奥尔德林(Buzz Aldrin)在1969年7月首次踏上月球之前，用来描述月球上广袤无垠的空旷景象的一句话。但如果月球或其轨道不是如此荒凉呢? 如果它更类似于，比如说，洛杉矶上下班高峰时段的拥堵交通呢?
考虑到人类历史上曾有12人在月球表面行走，这似乎是一个很大的假设。但是，曾为奥尔德林的阿波罗11号任务绘制月表地图的美国亚利桑那大学的研究人员们正在思考的问题，这也是一个令人不安的问题。
最近，该大学从空军研究实验室（AFRL）太空飞行器理事会获得了750万美元的经费支持，他们的计划是建立世界上第一个月球交通管理系统，旨在监视地球和月球之间目前未被追踪到的地月空间的交通情况，并将有助于避免月球交通堵塞，甚至可能导致的致命碰撞。而且月球任务也远比你想象的更快更繁忙。
就像仍在宇宙中的废旧汽车
1978年，NASA科学家唐·凯斯勒(Don Kessler)首次指出了在近地轨道上运行的超高密度物体可能带来的危险，以及这些物体可能引发的碰撞的连锁反应，现在被称为凯斯勒综合效应。
如今，大约有23000个太空垃圾以每小时17500英里的速度围绕着地球旋转，它们可以被跟踪到。在这些碎片中，只有3500个是有效载荷，而其余的从失效的卫星碎片到废弃的火箭部件都是不活动的，但仍然有潜在的危险。
让我们想象一下，随着自动驾驶汽车的发明，你把车从工厂开出来并加注气体，然后操作它直到耗尽气体，然后再开出一辆新车,Vishnu Reddy, 亚利桑那大学月球和行星实验室副教授，在对数字化趋势期刊采访中说到。这就是我们在太空中一直在做的事情。每次飞行器耗尽燃料时它可能还是一个完美的飞行器，但是你却扔下了它，继续发射一个新的飞行器。随着时间的推移，留在太空中的废旧汽车变得越来越多。
他说，问题在于可观测性，既有字面上的，也有比喻上的意义。“太空是一个棘手的问题，”Reddy解释说。“这不像是环境灾难，你知道的，例如石油泄漏，你看到鹈鹕被石油覆盖，从而引发了内脏反应。如果你向任何人展示太空中的一个点，但大多数人都不在乎。这就像，我为什么要关心呢？直到手机停止工作，或者GPS停止工作，或者电视上的足球停止播放。这就是通常人们的反应。”
月球污染轨道上的碎片
地球轨道上的太空垃圾得到了一些关注，但是月球上的太空垃圾问题在很大程度上尚未被考虑。这是因为，至少在目前，这还不是一个问题。
Reddy自己也承认，月球轨道交通目前仍相对清晰。与数千个绕地球运行的编目物体相比，绕月球运行的有效载荷只有几十个。在少量的月球轨道卫星中，唯一值得注意的(可能是唯一的)包括美国宇航局的月球勘测轨道飞行器，两个Artemis航天器(P1和P2)和中国的嫦娥5-T1。这比在美怀俄明州乡下开车数小时发现另一辆车的概率还要小得多。但今天是怀俄明州并不意味着明天就不是洛杉矶高速公路。或者，为避免夸大其词，至少会比现在要忙一些。
他说:“我们在20世纪60年代对月球进行了首次探索，在过去的50年里有一段相对平静期。但现在，人们对月球探索的兴趣重新燃起。在未来的8年里，我们预计将有多达50个有效载荷到达月球，需要避免在月球周围和月球轨道上发生类似于近地空间的那种情况。
它还可能对卫星造成破坏，对世界各国的载人和无人航天飞行任务都有潜在危险。当然，采取主动方法控制空中交通的想法并不是新主意，这就是传统的地面空中交通管制。在1919年成立的国际航空公约几年后的1922年，第一次认真尝试制定监管和控制空中交通的规则。第一个可以正式自称为专业空中交通管制员的人是来自密苏里州圣路易斯市的阿奇·利伯，他于1929年开始工作。尽管当时航空旅行已经开始了，但与它后来的发展相比，还处于起步阶段。与2019年的9.26亿名乘客相比，1929年美国的乘客数量为17.3万名，所以天空并不拥挤。尽管如此，人们仍然认为需要一个解决方案，即使它可能是基于预计的增长。
我来自跟踪小行星的世界
俗话说，解决任何问题的第一步都是认识到存在问题。然而，在解决如此复杂的问题时，承认这个问题远非最大的障碍。幸运的是，至少在最初阶段，Reddy说，目前许多用于跟踪地球附近空间上物体的技术仍可以用于跟踪月球轨道。
Reddy和他在月球和行星实验室的学生正在使用亚利桑那大学的生物圈2号研究设施的专用传感器，以描述地月物体的特征。这套设备包括多个致力于地月空间态势感知的空间望远镜，其中一个是由亚利桑那大学(University of Arizona)工程专业的本科生建造的。
Reddy说:“我们已经有了用于地球同步轨道GEO观测的地面光学望远镜，可以完成很多工作。”只是因为地月空间的光线较暗，所以需要长时间曝光，才能拍出深度更深的照片。”
Reddy说，我自己的专业背景主要是行星防御。他解释说:“我来自小行星跟踪的世界，所以我们用于解决这个问题的很多工具都依赖于行星防御的工具和技术。”几十年来，小行星防御一直在追踪远离地球的非常小的物体。我们正在为这个项目研发大量的软件和技术。
我想建立一套月球数字模型
这个项目的最终目标是建立一套数字模型，能够准确地显示出每个围绕月球运行的物体，这个目标已经比你想象的更远了。然后，它将突出显示这些目标对象和活动有效载荷之间可能的关系。
Reddy表示，该工具将首次被用于美国宇航局(NASA)今年发射的Artemis的EM-1任务，其目标是将无人驾驶的“猎户座”宇宙飞船送上月球逆行轨道。
研究人员还将把他们的研究模型提供给商业航天公司。如果制造企业对我们说:“我们正在进行月球任务，请检查是否有碰撞概率。”是的，当然，Reddy说。这是我们将提供的服务。我们想要避免碎片的产生。追踪很多东西对我们来说工作量更大。这并不是说我们懒惰，而是如果我们能避开它，保持(月球轨道)干净，那对我们大家都好。
一个很好的问题是，像这样的空间交通管理系统会有多大的执行力。为了便于讨论，假设中国的一颗卫星对美国的太空发射构成了潜在的生存威胁，或者，当这片区域变得更拥挤时，两艘飞船有可能相撞的风险。在一场可能发生的游戏中，谁将拥有通过的权利?这是个很难的问题。我认为我们还没有任何执行能力。”目前这更多的是一种学术上的探讨和实践。
另一个未来的挑战，还有待解决，可能涉及未来实际的发射任务，部署额外的轨道设备，帮助监测地球上看不到的区域，例如月球背面的物体。(谁知道呢:这甚至可以作为在火星等其他行星上的类似计划的试运行，由于从地球上监测它们的困难，这将需要部署全新的基础设施。他说:“我想我们已经在计划做一些关于火星周围空间交通管理的事情了。”
不过，就目前而言，如果这一概念证明了它作为一种工具的价值，以支持我们持续的太空兴趣和恢复对月球的迷恋，我们团队将感到高兴。Reddy说:“我们的目标是使其成熟，并证明这样的东西是可以维护的，是有用的。”然后，我们将把它传递给那些真正有责任让它继续发展下去的人。
（全文完，翻译by果然伶俐）
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