微小的太空垃圾何以造成惊人的破坏?

共 1 个回答

切换为时间排序
西娅

2020-11-22 20:59:39
欧洲航天局宇航员蒂姆·皮克分享了一张照片。照片中,国际空间站(ISS)的一扇玻璃窗上有一道大约0.25英寸长的凹痕。这凹痕是怎么来的呢?——微小的太空垃圾造成的。
  可能是人造卫星上脱落的一小片油漆碎片或金属碎片,这些残骸宽度仅为千分之几毫米,甚至不会比一个大肠杆菌细胞大多少。
  然而,这么微小的碎片,怎么就造成了如此明显的破坏呢?

围绕地球的太空垃圾模拟图
  亚利桑那大学的天文学家维什努·雷迪说:“归根结底还是速度。”根据欧洲航天局的数据,在国际空间站和大多数其他卫星的那个高度(大约在地球上空400公里的位置),物体每90分钟绕我们的地球运动一周。NASA的一位讲师兼飞行控制员罗伯特·弗罗斯特在问答网站Quora上解释道,这意味着物体飞行的速度将超过每小时25200公里,是地球上子弹平均射击速度的十倍。
  撞击的能量不仅与物体的大小有关,物体的速度(运动的速率和方向)也同样重要。雷迪解释说,这就是为什么一颗很小的子弹可以造成极大的伤害;任何物体,如果以足够高的速度运动的话,都会带来危险。
  麻省理工学院的航空与航天学副教授克里·卡霍伊说,另外要记住的一点是,速度是可以相加的。也就是说,两个相向运动的物体发生碰撞时,它们的撞击能量会增加。
  卡霍伊说:“比如高速公路上行驶的车辆。”两辆同向快速行驶的车辆或许会发生碰撞,但“碰撞力度不会特别大”,她说。但是如果有一辆车——或者只是一部轻量级的摩托车——迎面撞向一辆高速行驶中的车辆,这就会造成一起极为严重的人员伤亡事故。
  同样的,在太空中,高速运动的碎片撞上国际空间站时,也会留下相对明显的痕迹。

当一小块太空垃圾撞向国际空间站时,欧洲航天局的宇航员蒂姆·皮克拍下了撞击后留下的凿痕。
  在太空中,人造卫星、航天器和碎片残骸沿着各种不同的轨迹飞行;一个物体可能围绕赤道水平运动,而另一个物体可能围绕地球两极垂直运动。有些物体甚至“逆行”运动,即它们逆着地球轨道方向运动。随着越来越多碎片散落在太空,近地轨道(国际空间站在该轨道上运行)越来越像高峰时间段拥堵的高速公路。卡霍伊说:“这会带来各种各样的潜在威胁。”
  到目前为止,国际空间站的宇航员都还算十分幸运,不曾有更大的碎片撞向他们的窗户。欧洲航天局表示,一个微生物大小的碎片或许只留下一个凹痕,但若换成豌豆大小的碎片,就可能会导致关键的飞行系统失灵。那如果是乒乓球大小的残骸呢?雷迪表示:“那将是一起灾难。”他说,如此大的太空垃圾会导致空间站迅速降压,进而使得空间站上的宇航员无法呼吸。
  太空垃圾的问题已日益凸显。根据伦敦自然历史博物馆的数据,地球轨道上至少包含1.28亿个碎片,其中直径在10厘米以上的碎片多达34000个。这些还只是大到足以探测到的碎片,换句话说,可能还有更多我们没发现的碎片。人造卫星在极端紫外线辐射下的自然风化,更大的太空残骸碎片碰撞或人造卫星按计划被摧毁时,都会产生这些小碎片。大的碎片,则包括3000个被弃置的人造卫星,以及航天器在发射过程中掉落的螺栓和其他零部件。
  雷迪说,通过跟踪这些太空垃圾,科学家可以告诉各个国家和公司,应该在什么时候让航天器避开飞速来袭的碎片。根据自然历史博物馆的数据,自1999年以来,国际空间站已经执行过25次类似的避开操作。除此之外,研究人员已经在开发各种清理太空垃圾的方法,比如使用钩子、网和磁铁将太空垃圾拽回地球大气层。
  太多的太空垃圾,会给人类在地球轨道上运行人造卫星或其他航天器,带来危险。雷迪说,虽然我们离这一天还很遥远,但及早解决太空垃圾问题以防止未来问题愈演愈烈,这一点十分重要。
  他说:“我们在很多事情上都离不开太空,比如通讯、天气预报、银行业务、娱乐和军事等等。就人类文明发展而言,如果我们无法深入太空,我们的文明将倒退许多。”(匀琳)

内容来源:新浪科技

本期编辑:小艾 
商务合作:021-37709287
投稿邮箱:info@amtbbs.org(
被采用的投稿将按约定支付稿酬或在上面内容来源注明并简介投稿者

版权声明:AMT尊重版权并感谢每一位作者的辛苦付出与创作;除无法溯源的文章,我们均在文末备注了来源;如文章视频、图片、文字涉及版权问题,请第一时间联系我们,我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容!





共 1 条
  • 1
前往
62回答数