太空问答？

太空与地球的边界线在哪儿？

通常我们用一个叫做“卡门线”（Kármán line）的位置来界定太空边界。“卡门线”的海拔高度——也即是高于地球海平面的高度——是100公里。卡门经过精算，认为高于这个高度的空气太稀薄，要支撑航空飞行的气动升力需要速度达到轨道速度。换言之，到了“卡门线”附近，飞行器已经需要以轨道速度绕着地球飞了，那和没有空气没多大区别。我们就认为这里没空气了，是“太空”了。

不过，公式算出来不是正好100公里，根据条件和参数取的不同结果也会变化。但100这个数字好记，国际会议上科学家们把100公里这个整数推荐给了国际航空联合会，后来得到广泛认同。

什么是太空垃圾的“凯斯勒现象”？

报废卫星、航天器脱离的零件、剥落的碎片等，在我们地球周围生成了好多大大小小的太空垃圾。1978年，美国宇航局科学家唐纳德·凯斯勒（Donald J.Kessler）发表论文，认为在2000年，地球近地轨道的空间碎片数量就会足够的大，也就是说在空间中的密度足够高，彼此之间不可避免地会发生随机碰撞。而这些随机碰撞将会产生更多的碎片，继续产生更多的碰撞。

凯斯勒的文章发表后受到重视，美国宇航局很快成立了轨道碎片项目组，并让凯斯勒负责研究这个问题，轨道碎片数量大爆发的预测也随之改变。

地面追踪和监控卫星的过程是怎样的？

地面站想要与卫星实现可靠通信（保持通信连接状态），需要对卫星进行捕获（Acquisiton）、指向（Pointing）及跟踪（Tracking），这样的技术也因此简称APT技术。

一般来说，捕获，指的是卫星能捕捉到地面站发来的光束（称之为信标光），并将该光束会聚到探测器中心；指向，指的是前一步捕获完成后，接收方也要发出一束光，且要求该光束能准确地指向发出信标光的位置，地面站完成捕获才实现二者的通信连接状态；跟踪，指的是经过天线转动等调整，一直保持这种精确的通信连接状态。由于光通信中的通信光束非常窄，因此，为了确保接收方能够接收到足够强的信号能量，必须要保证通信光束与系统光轴的误差控制到误差范围以内。

什么是“卫星平台”？

发射卫星时常听说卫星使用了某某平台。之所以采用“卫星平台”（platform）的设计方法，目的是缩短卫星研制周期，节省研制经费，提高卫星可靠性。

对于大部分卫星来说，不论安装什么有效载荷，都有一些一致的基本功能，只是具体的技术性能会有所差别。根据这一特点，世界上许多国家在卫星设计研制中都采取这种类似卡车底盘的“卫星公用平台”思路，设计具有通用性的载荷平台，接口和供能等参数能够在一定范围内适应不同有效载荷的要求。当需要装载不同的有效载荷时，卫星平台只需要做少量适应性修改。

“一箭多星”的小卫星怎么入轨？

与大卫星不同，小卫星只需要实现一些小仪器就能完成的功能，目标是低成本、高效率。一枚火箭发射仅仅几千克的小小一颗卫星非常奢侈，而“一箭多星”可以充分利用运载火箭的运载能力余量，经济便捷地将卫星送入地球轨道，为卫星发射服务提供多种选择模式，对小卫星的发展而言尤其重要。

“一箭多星”的小卫星按入轨模式可分为两大类：一类是把一批卫星送入基本相同的轨道，当火箭抵达预定轨道后，所有的卫星一起释放出去，通常让卫星分离速度、方向各不相同，保证分离的安全性；另一类则是把多颗卫星分别送入不同参数的轨道，通常需要专门的分配器，还需选择最佳的飞行路线及确定最佳分离时刻，尽可能节约燃料并使入轨顺利。两种发射都需要火箭对应装置的规格化、集成化，便于卫星与火箭的便捷结合。

卫星的“单粒子翻转”是什么意思？

单粒子翻转是由于宇宙空间存在大量高能量的粒子辐射，由单个高能粒子进入半导体器件灵敏区（例如微处理器、半导体存储器或功率晶体管中）中引起反应，导致存储单元发生位翻转（即内容由 0 变为 1，或由 1 变为 0），由此引起的仪器错误。这种0和1的逻辑状态变化是由位于“逻辑单元”（例如“bit”）附近的重要节点内或附近电离产生自由电荷的结果。

高能粒子进入半导体灵敏区可能引起多种单粒子效应，而单粒子翻转是空间辐射造成的多种单粒子效应中最常见和最典型的一种，甚至成为星载计算机中最常见的错误。单粒子翻转主要发生在数据存储或指令相关器件中。单粒子翻转造成的器件错误属“软错误”，即通过系统复位、重新加电或重新写入能够恢复到正常状态。

30年前发射的风云一号A星（FY-1A）遭遇强烈的太阳活动，卫星发生“单粒子翻转”事件，最后导致姿态失控，仅工作了39天后就发生故障并最终停止工作。这种名为“单粒子翻转”（Single Event Upset，简称SEU）的现象可谓是航空航天器的杀手。

空间望远镜镜面为什么要镀金？

镀金技术已经在太空科技中使用了超过30年。

首先，黄金是惰性金属，化学性质也很稳定，几乎不会被氧化，这意味着镀了金的镜面不会失去光泽。另外，黄金具有良好导电性与导热性，它能高效地反射光波，减少冷热不均的发生。镜面温差引起的变形会严重损害望远镜成像质量，宇宙中温差极大的环境以及光照更是对材料和设计有很高的要求。再次，黄金对于红外波段有着极高的反射率，增强镜面的红外线反射能力，有助于探测遥远的天体。红外波段恰好是詹姆斯·韦伯空间望远镜的主要观察波段（工作波长为0.6到28.5微米，即可见光金色段到中红外波段），因此对这台望远镜镜面进行镀金自然更加有意义。

（本栏目稿件由中科院空间中心王铮提供）