人類多是現在已知獨一可往太空扔渣滓的物種,卻還做不到低本錢發送生存渣滓到太空。上陳述的渣滓,指的是“放棄或破壞的衛星及碎片”,它們愈來愈多,靜靜繞著地球遷移轉變,釀成名副實在的“網”。
假如人類把眼力放向更遠的太空期間,可以說太空渣滓和生存渣滓題目一樣嚴重,差異只在于這些渣滓圍住的是城市照樣地球。
馬斯克的星鏈衛星,迷信家說約 3% 掉效了
SpaceX 的星鏈規劃自出生初就引發超高存眷,熱度不停不減,不只因這項規劃的“年夜膽”屬性,還由於估計發射的衛星總數目到達驚人的數字:42,000 顆。
之以是要發射這麼多顆衛星,是由於星鏈規劃盤算建樹籠罩環球的衛星收集,為地球用戶供應寬頻辦事,肯定水平處理冷僻地域和天然情況非凡地區的收集題目──在火食稀疏某人跡罕至的處所,建樹不時必要人力保護的基地台是不怎麼經濟的貿易舉動。
據歐洲太空總署太空碎片辦公室(SDO)材料表現,到本年 2 月,地球軌道約有 5,500 顆衛星。也就是說,僅星鏈規劃發射的衛星總量,就是之前軌道衛星總數的 7 倍多。不論衛星聽起來多有科技感,說究竟還是年夜號“電子產物”,還要閱歷升空和變軌等多種考驗,毛病在所不免。
(So新 539urce:pixabay)
哈佛─史密松天體物理中央的地理學家喬納森·麥克道爾對比 SpaceX 和美國-數據后,料到現在發射上天的 800 多顆星鏈衛星,約 3% 能夠掉效,掉效衛星“能夠已崩潰或墜入年夜氣層熄滅”。
3% 的低毛病率,為什麼還會惹人擔心?
地理學家喬納森·麥克道爾透露表現,3% 毛病率是正常水準,而 Space X 以為毛病率只要 1% 擺佈,也就是說,SpaceX 也承認毛病存在并認可了毛病已產生的究竟。
假如按 3% 的毛病率推算,42,000 顆衛星約有 1,260 顆掉效,假如按 1% 毛病率算,數字為 420 顆。
▲ 片子《瓦力》展現被掉效衛星包裹的地球。(Source:影片截圖)
依據歐洲太空總署太空碎片辦公室(S六合彩連碰表DO)材料表現,到本年 2 月,有約 3,200 顆掉效衛星,之后僅星鏈規劃的毛病掉效衛星,能夠就達人類幾十年掉效衛星總數的 12%~38%。
現在天下列國都在籌建太空收集,馬上發射的衛星數目呈幾何級上升。有迷信家展望,將來規劃發射的衛星總數能夠跨越 10 萬顆,無論按 3% 照樣 1% 毛病率算,掉效衛星都是複雜的數字。
但分開總數談產生率,都是……
太空那麼年夜,容不下掉效衛星?
不少人認為衛星很小,太空很年夜,衛星對太空來說連一顆沙子都算不上,掉效就掉效,但掉效衛星就像一顆顆準時炸彈,隨時能夠為其他衛星帶來撲滅性危險。
▲ 太空速碎屑殺傷力偉大。(Source:影片截圖)
這觸及幾個癥結詞:軌道、碰撞和碎屑,當這 3 個身分聚在一路,掉效衛星就是讓人頭年夜的題目。
1. 衛星軌道和頻率資本愈來愈稀缺
地球同步軌道地位非常稀缺,再加上衛星間需堅持間隔倖免無線電攪擾,“太空很年夜可以任意塞衛星”并不克不及做到。
為了緩解軌道資本重要,國際電聯會依據各個國度國土面積和生齒等多重身分分派衛星軌道地位,掉效衛星也會占用軌道,糟蹋了名貴的資本。據北京日報報導,中國鬥極衛星之以是“搶在最后 4 小時發射升空”,也是由於軌道和頻率資本。
▲ 鬥極衛星表示圖。(Source:鬥極導航體系)
這是因 2000 年 4 月 18 日國際電聯批準中國申報的導航衛星頻率和軌道,“鬥極”二號衛星導航體系進入國際電信聯盟的頻率總表,正式獲得正當位置。不外據國際規矩,假如不在掛號后 7 年內即 2007 年 4 月 17 日前應用,頻率就會過時。
2. 掉效衛星更輕易招致碰撞
勝利發射且正常退役的衛星受訊號操縱,可變軌、避讓、調理角度,而掉效衛星不再受人操縱,根本就是“隨緣”飄散太空,還會由於地球攝動(因受其他天體吸收或其他影響發生的軌道毛病)而偏離軌道。
許多掉效衛星是拋棄狀況,再也沒人關懷,也不曉得畢竟繞著地球轉到哪里,都年夜年夜增長新發射衛星和掉效衛星碰撞的風險。
好比 2009 年 12 月,中國發射的長征四號火箭的第三級和前蘇聯 1989 年 2 月發射的放棄衛星,在南極上空 991 公里處差點高速相撞,兩者最接近時,間隔能夠只要 12 米。
▲ 擦肩而過。
3. 碰撞后的碎屑重復招致上述兩題目
產生碰撞后,掉效衛星代投王 運彩會發生大批碎屑,年夜部門碎屑會疏散在掉效衛星的軌道持續繞地球轉,既占用軌道資本,又會增長碰撞機率,小部門碎屑會散射出往飄在太空里。據迷信家料到,現在毫米級以上碎屑能夠數以億計。
▲ 倫敦年夜學學院講師斯圖爾特·格雷博士(Dr. Stuart Grey)創立的可視化圖像,展現從 1957 年到 2015 年太空碎片的數目。(Source:影片截圖)
這些碎屑威力有多年夜?
高度 300~450 公里的近地軌道時,太空碎屑的運轉速率能夠達每秒 7~8 公里。當在 36,000 公里高度的地球運動軌道時,速率高達每秒 3 公里。
假如 2 個每秒 7 公里飛翔的物體在太空相撞,約 10 公分的碎屑能夠損壞全部航天器或衛星,約 1 公分碎屑能夠擊穿太空艙,即便是地球毫不起眼的 1 毫米擺佈碎屑,都能夠形成危險。
10 克重的太空渣滓撞上衛星,相稱于兩輛時速 100 公里的小汽車碰撞,衛星能夠在 1.5 秒內打穿或直接擊毀,還會直接要挾到太空人的性命平安。
國際太空站就是衛星碎屑的“活靶子”,2016 年 4 月,國際太空站的對地不雅景台玻璃湧現不停徑 7 毫米的裂縫,恰是被一塊小碎屑擊中。
處理掉效衛星,年夜部門靠天
掉效衛星潛伏隱憂這麼年夜,要怎麼處理?謎底是:年夜部門靠天。
1. 拋棄法
收受接管風險年夜,本錢高,掉效衛星終極運氣就是孤零零持續繞著地球轉。人們獨一能做的就是等衛星本身分化,或漸漸墜入年夜氣層熄滅殆盡,周期一樣平常較長,能夠必要幾十年。
2.“火葬”法
計劃衛星之初,部門衛星預留一部門電量和燃料,期待衛星瀕臨掉效時,撲滅所剩無幾的燃料,把衛星推向年夜氣層熄滅。
▲ 星鏈規劃官網引見,衛星壽命停止時,會應用機載推動體系離軌。(Source:Starlink)
不外衛星是周密化計劃的儀器,外部空間寸土寸金,看似簡略的“留后門”,能夠有本錢上升或風險增年夜等題目,以是許多衛星沒有這類計劃。
3. 太空葬
有些衛星屬于中高軌道衛星,離地球年夜氣層太遠,終極偏向不是年夜氣層,而是太空。不外由于一樣平常衛星預留燃料很少,缺乏以讓掉效衛星飛向太空深處,僅飛向不緊張或用不著的太空軌道,仍會繞著地球。
4. 自動清算
2016 年 6 月 25 日中國“長征七號”勝利發射,名為“遨龍一號”的太空碎片自動清算飛翔器一路進入太空,被譽為“太空清道夫”,可用機械手臂抓取衛星和太空碎片,帶入年夜氣層銷毀。
除了用機械手臂抓取,還有放射網捕捉掉效衛星、激光射擊掉效衛星等方式。可以說“激進療法”仍占多半,自動醫治本領也愈來愈多。
▲ 由薩里年夜學(University of Surrey)引導的清算規劃,勝利捕捉一塊繞地球扭轉的碎片。(Source:影片截圖)
俄國迷信家齊奧爾科夫斯基說過:“地球是人類的搖籃,但人類不克不及永遠住在搖籃里。”跟著社會提高,人類享用地球搖籃維護時,也面對部門資本缺乏,臨盆力和臨盆水準提拔,總受限于人類文明的客不雅過程,賡續催生弗成折衷的資本抵觸,終極走向經濟危急乃至戰役。
假如人類能進一步索求和開闢太空資本,肯定水平可緩解或處理這類“地球病”。發射衛星是人類真正走入太空的第一步,有數世紀后,必將被新人類載入史冊。只是當人類真的盤算移平易近到另一顆星球時,假如飄在地球上空的不計其數顆掉效衛星,釀成人類交戰太空的最年夜絆腳石,那就太譏諷了。
無論索求太空照樣清算太空渣滓,我們的選擇只要一個:進步、進步、進步!
(本文由 愛范兒 受權轉載;首圖起源:NASA / Public domain)
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百家樂 現金版 2020-12-01 08:04:00