太空垃圾未來會將人類困在地球上嗎?


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太空垃圾未來會將人類困在地球上嗎?

人类科技发展,征服自然最显著的标志就是我们看待地球视角的改变,以前我们只能坐井观天,我们对地球的了解有限,真实认为地球是平的,所以视角很重要。

但是自從上世紀的五十年代末,隨著火箭技術的發展,人類就開始向地球軌道上發射了各種衛星,甚至是載人飛船,這些衛星可以充當人類眼睛以上帝的視角去俯視地球。

至此之後,人類對地球的了解從未如此深刻,這些衛星包括:氣象、通訊、軍事、大地測量、科學實驗等等。

人類自從有能力發射衛星以來到現在,已經向地球軌道外發射了不低於4500顆衛星,其中有2000顆衛星現在依然保持著工作狀態;

而剩下的將近3000顆衛星都已經停止運作,變得毫無用處,成為了一個名副其實的鐵疙瘩,它們現在依舊停留在地球軌道之上。

這是因為人類從一開始發展航天的時候就沒有考慮過衛星回收的問題,只管往上送。也是因為當時的技術有限、時間緊迫,沒有能力也顧不上去考慮這件事。

最簡單的辦法就是衛星服務年限一到就直接廢棄在外太空,所以現在的外太空不僅成為了人類嚮往、征服的新天地,也是人類的垃圾場。

近些年來我們已經認識到了外太空污染、地球軌道資源有限這些問題,所以人類現在已經在開發可回收火箭技術,以及衛星受控墜毀等技術。

但是這些技術才剛剛起步,隨著未來我們衛星發射的次數越來越多,不可避免的就會嚴重污染外太空。

所以除了開發火箭可回收,衛星受控墜毀以外,我們還要為之前犯的錯誤買單,發射專門的航天器回收現在漂浮在地球軌道上的太空垃圾。

地球軌道的現狀

先說兩個例子,一個是50年前NASA發射的一系列軍事衛星,當時為了解決依靠電離層反射無線電波用來通訊不可靠的問題。

NASA在1960年到1970年間,委託林肯實驗室開發了從LES系列衛星,編號從1到9,目前這些衛星都已經廢棄,停止了工作。

那麼這些衛星現在的狀態如何?

按理來說這些衛星已經停止了和人類的聯繫,我們也無從知曉它們是在繼續飛行還是已經墜毀,但是在2013年一位業餘天文學家接受到一些列古怪的人為信號,起初以為是外星生命的信號,或者是信號干擾造成的。

最後經過證實,這個信號正是來自於46年前的林肯實驗衛星LES-1號。這顆衛星從發射之初就出現問題,沒有進入預定軌道,故障不斷。

隨後和人類失去聯繫,NASA也放棄了這顆衛星,但是時隔幾十年這顆衛星又再次上線,讓所有人感覺到意外。

這也說明了人類發射的一些最早的衛星現在依舊漫無目地飛行在地球軌道上。像一顆顆高速的砲彈一樣。

除了NASA最早的衛星以外,還有一個衛星具有代表性,它就是東方紅1號,這顆衛星象徵著中國航天事業的開端。

這顆衛星1970年升空到今天已經50年了,雖然發射後28天就失去了聯繫,但它現在依舊停留在地球軌道上飛行。我們是怎麼知道的?

東方紅衛星在發射的時候就有一個科學目標,讓世界上所有的人能夠看見,所以它採用了72面體的結構,每一面都能很好的反射太陽光,所以這顆衛星利用望遠鏡是看得見的。

因此我們知道我國的第一顆衛星現在也以”太空垃圾“的身份在繞地球運行。

當然前蘇聯雖然現在在了,但是它們發射的衛星現在絕大部分在地球軌道上告訴著人們當年的崢嶸歲月。

太空中除了這些完整的衛星以外,科學家估計現在至少已經有500顆衛星在碰撞中解體,在加上發射衛星是脫落下來的部件、表面微小的材料等等;

估計目前在地球軌道上直徑大於1毫米的太空碎片有1.28億個,直徑大於10厘米的碎片3.4萬個。

這些碎片已經瀰漫在了地球軌道空間的任何位置,形成了一個漂浮的垃圾島嶼,就像是漂浮在海洋之中的微塑料一樣。

微塑料污染海洋環境,威脅海洋生命,太空垃圾污染地球太空環境,威脅人類安全。

這些太空垃圾的威脅現在看來不僅是理論上的,實際上已經嚴重危險到了現役衛星的安全,如果人類現在不做出應對措施的話,未來將成為人類最大的威脅。

一個一公分的微小碎片就能摧毀一顆衛星,原因在於它繞地球軌道運動時的速度非常快,最低7.9 km/s,這個速度相當的驚人,子彈的速度也不過數百米每秒,跟太空垃圾根本不在一個量級上。

而且更加可怕的是,如果發生碰撞,會導致更多的太空碎片,這些碎片又會毫無規律地威脅其他衛星,所以這就是一個難以預測的失控反應。

因此太空機構一隻在觀測、跟踪著太空垃圾,就拿歐洲航天局來說,每週他們都要執行一次現役衛星的避撞操作。

要不是認為乾預,外太空早就成馬蜂窩了。

由於未來航天發射強度的增大,尤其是馬斯剋星鏈計劃的提出,未來要發射3.2萬顆衛星進入地球軌道,到時地球軌道的衛星數量將是現在的數倍,那麼太空垃圾的威脅會越來越大。

如果一顆衛星被撞,它所帶來的後果將不可想像。假如有一天我們人類把地球造成了這樣樣子,人類的結局就是在地球上等死。

所以從現在開始限制太空垃圾的產生,以及開發清除現有太空碎片的工具,是確保長期可持續利用太空的必要措施。