小編的世界 優質文選 宇宙
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2021年1月25日 -
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寰宇科學新觀察
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實際上,太空垃圾確實會在一定概率上對載人飛船產生危險,但這個概率非常小。主要原因有兩個,其中一個原因是太空其實是非常空曠的,別看上面的動態模擬圖上的衛星密密麻麻的,其實這些衛星的尺寸是被放大了的,如果不放大,在這個比例上,我們是絲毫看不到衛星的位置的。
SpaceX的12000顆衛星看起來很多,但這些衛星是被發射到三個不同高度的軌道平面上的。更進一步,如果把這些衛星的數量換成汽車,你就很容易理解了。12000輛汽車,就算全部放在一個城市裏,也不會擁擠,何況放在空曠的太空軌道上。實際上,這12000顆衛星,平均每一顆占據的軌道平面面積超過一個山東省的陸地面積,它們可以隨意穿梭而幾乎不會相撞。
另一個原因是,人造衛星或太空垃圾的軌道半徑會逐漸減小,並墜入地球的大氣層,在大氣層中被燒成灰燼。如果你了解國際空間站就知道了,國際空間站需要定期啟動火箭發動機,才能持續地留在軌道上。而危險的太空垃圾,並不會永遠地留在太空中。
那是因為,近地軌道上的一切都會受到地球熱層分子的阻力,軌道半徑越小,所受的阻力越大。這些熱層分子的阻力會降低人造衛星或太空垃圾的速度,隨著速度的降低,它們會逐漸下降,直至墜入地球的大氣層中。處於最低軌道的物體,只需要幾天的時間就會墜入大氣層被燒毀。換句話說,如果人類100年內不發射任何航天器,太空軌道上的衛星和太空垃圾會減少90%以上。
處於國際空間站軌道高度的物體,可能會在數周、數月或數年內自行墜入大氣層,這取決於它們的質量和速度。但地球同步軌道上的物體(比國際空間站的軌道高度高出90倍)需要數千年的時間才能下降到低軌道,因為那裏的熱層分子密度太小,速度降低得很慢。
但是理論上,任何距離月球一半以內的物體最終都會因阻力而脫離軌道,但物體越高,所需時間就越長。令科學家們最擔憂的,其實是那些處於橢圓軌道上的航天器和太空垃圾,它們會經過近地點和遠地點,它們所經過的任何高度都有與空間站或載人飛船相撞的危險。值得一提的是,它們的軌道能夠在幾十年甚至幾個世紀的時間內保持穩定,而不會在短時間內墜入大氣層。
盡管如此,各國航天機構的大部分科學家和工程師們都認為,太空垃圾對其他航天器造成的威脅並不大,相撞的概率非常微小,因為太空實在是太空曠了。有不少人提出過清理太空垃圾的想法,但是高軌道上的垃圾清理起來比想象中的要困難得多,而低軌道上的垃圾大多會自行墜入大氣層被燒毀。
因此,總的來說,太空垃圾,是一個問題,但不是危機。