有什么办法可以防止它落在我们头上?


顾名思义,空间基本上是空的。 但是,自1957年以来,人类已经从这种不可理解的人类理性空间中为自己开辟了越来越多的空间。 第一颗卫星于1957年进入轨道,此后,绕地球轨道运行的空间设备,卫星和其他设备的数量呈指数增长。 直接的结果是,地球周围的空间被越来越多的废物和垃圾所浸透,废物和垃圾由被破坏和磨损的设备组成。即使是最微小的碎片,也能以30,000 km / h的速度运行,并且能够刺穿任何航天器。因此,空间碎片对有源??空间设备的威胁日益严重。 这就是为什么太空机构被迫投入大量资源来跟踪和避免太空垃圾,同时提出了越来越多的新技术来消除它的原因。

围绕地球的轨道已满

一种NASA轨道碎片计划办公室(ODPO)该组织估计地球周围?500,000块大石头大小的碎片,大约 1亿个尺寸不超过1毫米的物体刻痕如下图所示,基本上已经形成了两个主要的碎片场。大部分碎片在2000公里以下的低地球轨道(LEO)高度循环。另一个高度集中的空间碎片位于称为地球同步轨道(GEO)的高度,高度为36,000 km。

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最具标志性的太空垃圾碎片之一是Vanguard I卫星,该卫星在地球上运行了60多年,是地球上最古老的人造物体之一。 这个空间充满了碎裂和爆炸的导弹,这些碎片现在几乎是无害的,因为任何剩余的燃料早就泄漏了。

2007年,中国因在导弹测试中炸毁了“风云1C”气象卫星而受到批评。 这起事件以及2009年的另一起事件是美国通信卫星Iridium-33与已灭绝的俄罗斯Cosmos 2252卫星相撞所致,是造成地球轨道上大部分空间碎片的原因。

为了保护航天器免受空间碎片(也称为微陨石)的侵害,在设备上安装了所谓的Whipple防护罩。该屏蔽层由几个单独的薄层组成。 发生碰撞时,顶层捕获“弹丸”,从而在较大的表面上耗散动能。

但是,对于较大的碎片,航天器甚至必须执行突然的操纵以避免Whipple防护罩不再能够抓住的碰撞。 在国际空间站ISS的情况下,如果发生撞击的可能性大于1:10,000,则应下达这样的回旋动作。 这通常每年发生一次。 但是,在2012年,创纪录的四次此类操作也必须进行。 这种类型的操纵非常昂贵,因为它们只能通过燃烧大量的额外燃料来执行。 NASA现已退役的航天飞机也被这些太空碎片云层多次下了雨,但幸运的是,到目前为止,避免了灾难性的碰撞。

追踪太空垃圾

航天机构已经意识到,出于安全原因,需要记录和跟踪空间碎片,以避免将来发生碰撞。美国太空监视网络(SSN)维护着最全面的垃圾空间目录。 该目录目前包括22,000多个绕地球旋转超过10厘米的物体。

根据高度和大小,还可以使用地面雷达和光学望远镜检测物体。光学望远镜可以测量从物体反射的太阳光线,而激光雷达可以测量出精确的距离。 该方法基于测量激光脉冲从物体表面反弹时发射和返回的时间。 长期以来,这种技术已在其他领域使用,例如卫星。 尽管有最佳实践,但是跟踪太空碎片比这要困难得多,因为碎片的光反射要弱得多。 该解决方案只能在黄昏时使用,这时激光设备仍在黑暗中在地球上运行,但是太空中的碎片对象已经被升起的太阳光线照亮了。 幸运的是,有人在尝试改进技术。 奥地利的工程师已经设法在白天应用这种激光测量技术,因此将来可以增加观察的时间范围,而不必依赖早期的黄昏时间。

NASA处于清洁的最前沿

一种NASA长期暴露设施(LDEF)对于许多专家而言,其组织是“太空垃圾管理”的可靠来源。 迄今为止,LDEF已经进行了57项科学实验,研究了地球外部环境中累积的碎片,电子废物和生物材料残留物对太空计划的长期影响。 长时间暴露在空间碎片中的太空盾上的提取数据将特别有助于发展有效的防御。

有什么办法可以防止它落在我们头上?这些物体的表面看起来像埃蒙塔尔奶酪,围绕地球的轨道

自2002年以来,所有主要的太空机构一直在寻求共同开发的程序,以减少太空垃圾的增长。设备完成其运行或任务后,航天局要求将其在36,000 km GEO范围内运行的设备移至更高的轨道范围。 在LEO(即低于2000 km的区域)中,必须在使用期结束后将这些物体放回地球,否则必须小心销毁它们。

这是因为,由于重力的作用,大多数绕地球运行的碎片早晚都会落回到地球上。但是,据估计,在800 km的高度,这可能需要数十年的时间,而在1000 km的高度,这种下降可能要花费几个世纪的时间。问题在于,人类目前正在以比我们能够销毁它的速度快得多的速度产生空间碎片。 因此,将来,不仅必须减少污染,而且还必须清理空间,因为一段时间后,空间碎片将变得如此密集,以至于严重影响空间计划和卫星的运行。 专业人士称这种情况为凯斯勒综合症,唐纳德·凯斯勒在视频中对此做了简单解释:

清洁促销

官方的太空计划已经存在,可以清除在地球周围传播的碎片。 其中一个就是由瑞士初创公司ClearSpace在欧洲航天局(ESA)的支持下组织的ClearSpace-1任务。 根据该计划,正式发射定于2025年。ClearSpace-1将使用机械臂收集Vespa(Vega次要有效载荷适配器)航天器的碎片。Vespa之前的ESA任务仍留在太空中。 目标是返回地球大气层燃烧太空碎片。 该计划的长期目标是建造一艘可以收集太空碎片的货船。

另一个选择是,用于跟踪太空垃圾集的激光也可以用于摧毁太空垃圾。 有几种概念可以使用地面或空间激光系统将1-10 cm的物体分散在LEO层中。 激光会分解物体上的材料,从而使材料变慢,更快回落并在大气中燃烧。

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几乎(不可逆地)不可逆转地污染了地球,如果在太空中发生同样的事情也不是一件好事。 而且,被称为凯斯勒综合症的太空垃圾问题可能会挫败科学实验,以探索太空,并在未来数十年中不断发展通信技术。 而且,我们甚至都没有写过关于商业开发外层空间的潜在危险的文章。 由埃隆·马斯克(Elon Musk)开发的巨型太空设备(如Starlink)也可能构成严重威胁,因此马斯克可能不仅应该花时间征服火星,还应该花时间清理冒险中的垃圾。

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