中國的研究人員提高了探測地球軌道上太空垃圾的準(zhǔn)確性，為航天器機動安全路線的繪制提供了更有效的方法。

C-3PO在《星球大戰(zhàn)：帝國反擊戰(zhàn)》中指揮千年隼號穿過小行星群時高呼：“成功穿越小行星群的可能性大約是3720比1！”。不過，地球的軌道遠(yuǎn)沒有這么危險，但是經(jīng)過半個多世紀(jì)的太空活動，被拋棄的發(fā)動機和解體的航天器之間的碰撞形成了許多航天器需要躲避的太空垃圾。

科學(xué)家們雖然已經(jīng)開發(fā)出了太空垃圾識別系統(tǒng)，但是很難精確定位那些速度快且微小的太空垃圾。最近，《激光應(yīng)用雜志》介紹了一套獨特的激光測距望遠(yuǎn)鏡算法，它大大提高了探測太空垃圾的成功率。來自中國測繪科學(xué)院和遼寧工程技術(shù)大學(xué)的馬天明表示：“通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)望遠(yuǎn)鏡的指向精度后，我們可以探測到1500公里內(nèi)的橫截面積為1平方米的太空垃圾。”

激光測距技術(shù)利用物體的激光反射來測量物體的距離。但太空垃圾表面反射的回波信號非常微弱，降低了回波信號的精度。此前，有人改進(jìn)了激光測距對太空垃圾的精確定位，但只能精確到1公里的范圍。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在激光測距技術(shù)中的應(yīng)用已經(jīng)被提出過，但是，馬的研究第一次使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)顯著提高了激光測距望遠(yuǎn)鏡的指向精度。

馬和他的同事使用兩種校正算法訓(xùn)練了一個反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來識別太空垃圾，他們使用遺傳算法對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別太空垃圾的閾值進(jìn)行了優(yōu)化，確保該網(wǎng)絡(luò)不會過于敏感，可以對空間局部區(qū)域進(jìn)行訓(xùn)練。研究小組在北京方神激光測距望遠(yuǎn)鏡站對三種傳統(tǒng)方法進(jìn)行了測試，證明了精度的提高。

利用95顆恒星的觀測數(shù)據(jù)求解每種方法的算法系數(shù)，并對其它22顆恒星的探測精度進(jìn)行了評估。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，新的指向校正算法精度最高，而且操作簡單并具有良好的實時性。馬的目標(biāo)是進(jìn)一步完善這種方法：“獲得太空垃圾的精確軌道可為在軌航天器的安全運行提供有效幫助。”

本文譯自 phys，由譯者 Lough 基于創(chuàng)作共用協(xié)議(BY-NC)發(fā)布。