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帖子主题:宇宙空间极其拥堵,发射卫星已开始“排队摇号”

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宇宙空间极其拥堵,发射卫星已开始“排队摇号”

太空本是广袤无垠的空间,却由于人类活动频繁而日益拥挤。科学家们担心,数目庞大的太空垃圾威胁各种宇宙探索活动,可能令人类彻底失去地球同步卫星轨道。

我们先来感受一下太空的拥挤状况。首先,卫星真的不少,截止 2012 年,大约有 1046 颗在轨卫星:

宇宙空间极其拥堵,发射卫星已开始“排队摇号”

仔细看这张图,在距离地球很近的位置,一片黄色的小点,这样的低轨卫星占到全部卫星的多数。当寿命终了时,低轨和中轨卫星一般用剩余燃料将卫星推入大气层。

再看下面这张图:

宇宙空间极其拥堵,发射卫星已开始“排队摇号”

这张图是在地球静止轨道上的通信卫星分布图,而且还仅仅是 Ku 频段的卫星。由于地球静止轨道是一个很特殊的轨道,相当的稀缺,再考虑到卫星之间不肯能像停车场那么一个挨着一个的停车,相互之间要有一个保护间隔,避免无线电干扰,所以实际能够容纳的卫星数量就是一个基本固定的数量。如今,发射卫星已经需要牌照。这个牌照是谁发的呢?自然是联合国。实际上分配给中国的轨道位置是很少的,所以肯定不够用。怎么办呢?买!向谁买?汤加之类的岛国本身有一些轨道位置,他们又不用,所以就可以拿出来卖。

如今太空中充满了人类空间活动产生的垃圾,包括完成任务的火箭箭体、卫星本体、火箭的喷射物、在执行航天任务过程中的抛弃物、空间物体碰撞产生的碎块等等。空间碎片是航天器和卫星的“天敌”,即使轻微碰撞,也会造成重大损坏。此前,厄瓜多尔唯一一枚卫星“飞马座”就猝不及防撞上苏联火箭残骸,卫星天线“无法定向”,“围绕两根轴狂转”,被“撞晕”了。

自1957年第一颗人造卫星升空以来,人类已向太空发射5000多颗各类航天器,其中很大一部分已成为太空垃圾在近地轨道上飘荡。目前,地面上能观测到并记录在案空间碎片约4000多万个。一旦遭太空垃圾撞击报废,航天器就变成新的太空垃圾。这种“自我繁殖”的特点严重污染地球同步卫星轨道。

在轨航天器与太空垃圾相撞的可能性正在增加。此前,航天器与1厘米见方的太空垃圾相撞的频率约为5年一次,现已提高到每1年半至2年一次。俄罗斯联邦航天署署长弗拉基米尔·波波夫金警告,如果不解决太空垃圾问题,人类可能在未来20年内失去地球同步卫星轨道。

太空垃圾隐患巨大,各国都尝试解决,却没有立时可行的方案。

瑞士航天中心的清除太空垃圾计划通过技术手段“回收”太空垃圾,正研发一种超快仿生手臂。这种机械手臂安装在卫星上,捕捉并回收航天器碎片,最后带着它们一起冲入大气层焚烧殆尽。

中国航天专家叶培建院士认为,除了进行碎片防护、防止太空垃圾导致的碰撞,还应协同各国进行轨道位置的合理有效分配。目前国际组织订立了几项原则。具体包括:飞行器寿终正寝后,有能力离轨即离开有用轨道,到没用的地方去;对已编号的全部碎片,要进行全程跟踪,目的是让航天飞机、空间站、卫星对较大碎片进行避让;在飞行器设计的时候,应考虑如何针对小碎片碰撞进行有效防护等问题。

(原创不易,谢谢打赏。探索宇宙、自然、生命的奥秘。更多资讯敬请关注同名微信公众号:czzhq16。)

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