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科学家提出激光清扫太空废物
时间:2023-12-25

  在一次次“近身肉搏”中,太空作业越来越无能为力了——

  日前,国际空间站进步轨道,以逃避一块俄罗斯磁环气象卫星的碎片;也是在差不多的时间,空间站再度点着推进器,移动了大约0.8公里, 以避免被欧洲的亚利安火箭碎片击中。自空间站1998年进入轨道以来,现已不下几十次为了闪避太空废物而移动,而迩来两次“挪窝”的频率,如同不那么妙。

  而科学界带来的最新消息,并不那么振奋人心——

  迩来,澳大利亚一组科学家宣称正在研讨从地球发射激光,来分解绕着地球旋转的太空废物,这项工程将在10年内完成运作。这是自多年前科学家提出这一理论以来,初次给出了可实习操作的时间表。

  只是,还要等10年。关于空间碎片总数超4000万个,每年至少新增200多个碎片的太空而言,这个无量的废物场需要科学界拿出更快更有用的处理方案。

  地上追寻太空废物

  从地上发射激光,来分解太空废物。迩来,澳大抗干扰磁环利亚政府宣告,将拿出2000万美元用于协作研讨,用激光对太空废物进行定位、跟踪结束移除。研讨团队将整合政府、学术界及航空业界多方力量,估计总投入需要9000万美元。

  “这选用的是一种地基激光根除空间碎片的方法。”浙江大学航空航天学院副教授陈丽华通知本报记者,它是将激光站安置在地上,激光束 通过大气传输,效果在空间碎片表面,表面烧蚀反喷获得速度增量,降低正本轨道速度,改动碎片轨道近地点高度,“当近地点高度低于150公里时,碎片很快坠 入大气层中,在气动阻力效果下敏捷焚毁。”

  事实上,选用激光抵御太空废物的主见,不是第一次提出来,不过这一次将这一概念向实习推进了一大步。“从前,科学家也提出过建天基站,直接将激光站建到外层空间,这样能够避免激光在大气传输时能量遭到衰减。不过,它的本钱很高而且维护很困难。”陈丽华认为。

  “当时,全球科学家更多倾向于地基激光方法,格外以美国航天局的ORION方案最具代表性。”陈丽华说,建天基站,一旦稍微方案失 误,就会变成新的太空废物;而地基站从捕获、跟踪到根除碎片,每次操作过程只需要几分钟的时间,它甚至能够整理公分级碎片,更为重要的是当时激光器和有关 技术发展已具有技术上可行性。

  据了解,澳大利亚正与美国航空航天局协作,用太空望远镜追寻太空废物。根据方案,科学家将先推出跟踪设备,以避免太空废物相撞发作更多废物。

  数量已达“临界点”

  美国宇航局一项最新陈说闪现,地球周围的太空废物数量现已抵达“临界点”。

  当时,科学家能够跟踪监测的大型太空碎片就有2.2万块,此外还有许多的小型碎片无法被我们跟踪监测。科学家们一向担忧人造卫星撞到无量太空废物的可能性,一旦人造卫星遭到损坏,电视信号、天气预报、全球定位导航以及国际电话都将遭到严重影响。

  “以10克碎片为例,它的翱翔速度可抵达每秒10公里,相当于轿车以每小时80公里速度跋涉的动能。”陈丽华说。跟着人类航天活动的不断增加,空间碎片会沿着原航天器邻近的轨道翱翔,最高可抵达每秒13公里。

  格外在800公里至1200公里的轨道高度,碎片分布密度最大,对空间站、飞船和卫星形成严重要挟。而根据轨道的不一样,碎片会待在轨道上几十年,甚至几个世纪。

  “1公分至10公重量级空间碎片潜在要挟最大。”陈丽华认为,这一量级的空间碎片数量最大,勘探较为困难,且碰击动能较大,方案防护困难,只能选用根除方法,通过较小经济价值,消除其对低轨空间航天器的碰击风险。

  看到这儿,你可能会猎奇国际空间站是如何闪避迩来一月的两次碰击风险。据陈丽华介绍,应对标准小、碰击动能小且逃避困难的1公重量 级碎片,方案之初,一般空间翱翔器都会在表面增加方案防护层;而关于超越10公分的碎片,根本靠“躲”——由于其数量少,科学家通过雷达勘探,对其进行编 号,通过操控系统进行机动逃避。

  多种方案破解碎片

  究竟,躲闪不是长久之计。100年后,近地轨道或许无法用了。除非人类进入太空,活泼整理空间碎片。

  跟着人类航天活动的日渐增多,科学家们更担忧的是“凯斯勒症候群”预言成真。早在1978年,美国科学家唐纳德·K·凯斯勒便提出 一种理论假定,即当近地轨道作业的物体密度抵达一定程度时,这些物体磕碰后发作的碎片能够构成更多的新碰击,构成级联效应,致使近地轨道结束将被太空废物 所掩盖,太空探求将会被迫间断。

  试想一下,这些太空废物以每秒10公里至13公里的速度翱翔,它们蕴藏着无量的动能:一块10克重的太空废物撞上卫星,卫星会在1.5秒内被打穿或被直接击毁。而且每一次太空废物的彼此磕碰不会彼此湮灭,而会发作更多的碎片,再次增加太空废物的数量。

  “总的来说,在低轨道区域,当时对太空碎片的整体处理方案是,小碎片实施激光束处置根除,对中等碎片进行“撒渔网”根除,对大碎片 进行机械手臂式的拉拽根除。”陈丽华说,根据太空法规矩,各国需要主动为航空器设备自毁系统,卫星运转寿数完毕后,这种系统将卫星推入大气层进行燃烧焚 毁,避免发作新的大标准废物,但履行效果并不好。

  相比起激光扫帚,其他方法也正在不断探求中。一种是选用更清洗的 发射和方案标准,比如束缚爆炸螺栓的运用,以减少进入近地轨道的废物数量,一些商业公司和太空组织在这方面现已获得发展;部分国家则出资研制能判定太空垃 圾方位的系统,比如“太空篱笆”,大大进步了辨认更多更小碎片的精准度;还有一些更天马行空的主见,比如磁网捕捉、轨道转移器等,将太空废物大面积转移。 就像科学家们剧烈地谈论全球变暖,听起来是不是有点杞人忧天?丢废物老是不需要本钱。可价值呢,老是后知后觉。

  冀晏电子(深圳)有限公司是一家专业从事EMC抗干扰元器件研发、生产与销售的企业厂家,公司主要产品有:磁珠电感,镍锌磁环,圆柱形磁环磁环,夹扣式磁环,铁氧体磁环,抗干扰磁环,铁氧体磁环,组装式磁环,一体成型电感,铁氧体磁环,工字电感,共模电感,功率电感,扣式磁环,卡扣式磁环,贴片电感等产品。這些元件廣泛應用於資訊,通訊,家用電器以及消費型電子產品,如工业和医疗设备,3D打印设备,激光设备,人工智能产品和智能家具产品,军工及航空等类产品。产品符合ROHS、REACH环保要求。

 

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