2013年,一位業余天文學家在使用射電望遠鏡觀察宇宙的時候,收到了一個奇特的信號。這個信號非常有規律,以4秒一個周期進行循環。
在接收到這個奇特的信號后,這個天文學家非常好奇,于是對這個信號的來源進行了調查。然后發現信號來源是美國NASA在上世紀60年代發射的一顆軍事通訊衛星——LES-1號衛星。
LES-1號衛星
這顆衛星在1967年失聯,到2013年再次被人類發現時,它已經失聯了46年。
其實從技術上來說,LES-1號衛星失聯46年然后又重新和人類恢復聯系,并不是什么奇怪的事情。
因為LES-1號衛星使用的是太陽能供電的電池。這也就意味著在其太陽能板沒有完全破損,且衛星沒有因為嚴重故障全面停擺的情況下,給它充足的陽光,LES-1號衛星就可能重新工作。
使用太陽能的衛星
要知道LES-1號衛星始終在太空環境下,不像在地球上有空氣有水,還人來人往,隨時可能有什么東西在它身上踩一腳的地球環境。
在太空環境下,只要LES-1號衛星沒有和別的什么“太空漂浮物”相撞,LES-1號衛星保持自身完整性,不全面停擺,還是很容易的。
但是在人類再次發現這顆衛星的時候,大家卻高興不起來。因為這顆衛星說明了一個很嚴峻的問題,那就是一顆失聯46年的衛星能重新恢復和人類的聯系,就說明很多衛星不會像人類期望的那樣,在使用壽命到了后落進地球大氣層燒干凈,而是會一直飄在地球軌道上變成危險的太空垃圾。
近地軌道上布滿了太空垃圾
危險的太空垃圾
按照人類的設想,一顆衛星在使用壽命耗盡退役后,最好的結局是在近地軌道上的高度不斷降低,然后落下來,并在下落的過程中被地球大氣層燒成灰燼。
但LES-1號衛星現在的情況,說明了事與愿違。
這些太空垃圾的危險程度非常高。因為地球引力和地球角動能等方面的影響,這些太空垃圾的速度高得嚇人,能達到每秒7~8公里,是子彈速度的10倍以上。
太空垃圾的速度是子彈速度的10倍以上
如此快的速度注定了這些太空垃圾有極高的危險性,一枚指甲蓋大小太空垃圾就可能洞穿衛星或者是空間站,直接重創甚至是摧毀衛星和空間站。
要命的是,這些太空垃圾的數量還非常多,光是其中直徑超過10厘米的太空垃圾,數量就超過了3.6萬枚。
地球已經被太空垃圾包圍
將那些細如發絲的太空垃圾也算上,那將是一個難以計算的數量。
而很多的衛星在壽命到底并失聯后,也將成為危險的太空垃圾,并且這些由失聯衛星組成的太空垃圾會更危險,因為它們可能導致衛星相撞的事故。
比如說2009年的時候一顆美國衛星和一顆俄羅斯衛星發生了相撞事故(其中一顆是報廢失聯的衛星),這不僅導致一顆正在工作中的衛星報廢,兩枚衛星相撞更是直接產生了超過2000枚可追蹤的碎片,以及更多難以追蹤的碎片。
這些四散的碎片導致當地軌道變得更加危險,無法再部署衛星,并嚴重威脅了附近的軌道。
衛星相撞事故概念圖
無獨有偶,在2024年2月份的時候,美國NASA的TIMED衛星與俄羅斯報廢間諜衛星“宇宙2221”擦肩而過,兩顆衛星相距僅僅大約20米。
可以說當時這兩顆衛星稍微偏一點,那這就將發生又一起衛星相撞事故。
隨著近地軌道上的衛星數量越來越多,這種“衛星相撞事故”將越來越難以避免。
所以當一顆失聯46年的衛星重新向人類發送信號的時候,人們首先想到的是這顆衛星沒有墜入地球,而是繼續留在了近地軌道上當太空垃圾,讓人類的航天發展變得更加的危險。
報廢衛星最好的結局是落入地球大氣層
太空垃圾會越來越多
值得注意的是,我們上邊說過隨著人類航天領域的不斷發展,近地軌道上的太空垃圾會越來越多。而這個太空垃圾的增長速度是會越來越快的。
當前地球近地軌道上有1萬多枚在軌衛星和報廢衛星,這是人類差不多半個世紀航空領域發展的成果。但再等10~20年,這個數量可能增長到5萬枚以上。
在軌衛星的增長速度正越來越快
因為美國當前正在搞星鏈計劃,想要在近地軌道上部署4.6萬枚以上的衛星。而截止至2025年1月,美國已經就星鏈計劃發射了超過7000枚衛星。
以星鏈計劃這個衛星部署速度,等10~20年之后近地軌道上就會有數萬枚衛星了。
更要命的是,近地軌道是一種有限的資源,國際上一般采用“先到先得”的方式。也就是說,誰先發射了衛星占住了軌道資源,別人就不能用你的這個軌道了。
星鏈概念圖
這也就導致美國在提出星鏈計劃后,將很快擠占非常多的近地軌道資源。其它國家為了搶占一些軌道資源,將不得不展開自己的“星鏈計劃”,以搶占軌道資源。
所以在美國提出星鏈計劃后,包括我國、俄羅斯、英國等國家在內,也紛紛提出了自己的“星聯計劃”,這必然使近地軌道上的太空垃圾越來越多。
各國都在推出自己的“星鏈”計劃
航空產業的發展和悲觀預測
事實上這也不是人類第一次主動增加太空垃圾。在上世紀50年代末期,美國提出過一個“韋斯特福德計劃”,計劃往近地軌道上釋放超過4億枚長度為1.78厘米,直徑25.4微米的銅針來制造“人工電離層”,以解決全球通訊問題。
幸運的是,后來隨著人造衛星技術的發展,美國放棄了該計劃,不然今天的地球近地軌道上就會多出4億枚太空垃圾了。
“韋斯特福德計劃”中的銅針
不幸的是,當時美國依舊往太空中釋放了一批銅針。這些銅針絕大多數落入了地球大氣層,被地球大氣層焚毀。但仍有一些繼續留在了近地軌道上,成為了危險至極的太空垃圾。
更加不幸的是,當時因為人造衛星技術的快速發展,這種往近地軌道上丟大量太空垃圾的計劃被廢棄了。但是到了今天,因為航天技術的快速發展,人類往近地軌道上丟“太空垃圾”正變得越來越容易,以至于催生出了各國的“星鏈計劃”。
在未來,有一個好消息和一個壞消息在等著人類。
好消息是隨著人類的航天技術發展,人類是可能誕生出“太空垃圾回收產業”的。
回收報廢衛星概念圖
當航空技術發展到一定程度,往太空發射航天器材越來越容易,以及各種自動化器械變得越來越靈活,人類可能能以較低的成本回收那些報廢的衛星,從而減少近地軌道上的太空垃圾。
壞消息是,這種產業勢必只能覆蓋那些體積巨大的太空垃圾。
像雖然報廢但依舊完整的衛星,要回收會很容易。但那些直徑在10厘米以下,甚至像美國“韋斯特福德計劃”中那種長度不到2厘米的太空垃圾,回收起來不管是技術還是成本,都會高到人類難以承受。
近地軌道上更多的還是細小太空垃圾
信息來源: 【1】澎湃新聞·《星鏈已成太空麻煩制造者?兩次接近中國空間站,馬斯克被指自定規則》 【2】上觀新聞·《太空垃圾暴增或致“凱斯勒綜合征”》 【3】參考消息·《美俄衛星曾劇烈相撞,太空“交通”事故給地球帶來危險》
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