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如果你的房子超過幾個星期(只能忍受這麼久)不被打掃,你應該會知道屋子的角落裡有多少灰塵和碎片。一旦灰塵開始堆積,你就需要拿出真空吸塵器來清理你的房間。
現在,如果你讓幾十萬噸的垃圾在幾十年的時間內堆積起來......可想而知,清理它們將是一件相當困難的事情!雖然你家的房間裡可能不會有數千噸的垃圾堆積,但對於外太空來說可以。當你抬頭看星星時,雖然你看不到地球上空數十萬塊太空垃圾和碎片,但它們就在那裡!
圖片來源:美國航空航天局/維基百科共享資源
近年來,隨著這個問題越來越受到關注,這些垃圾碎片已成為環境保護主義者和天體物理學家關注的焦點。這個問題引起了激烈的爭論......所有這些空間碎片對我們這個星球的影響是什麼?
什麼是太空碎片?
儘管人類從1961年後才向太空發射火箭,但我們這個星球周圍的區域已經成為一個名副其實的空間碎片垃圾場,從像油漆斑點一樣小的物體到以令人難以置信的速度運行的大型物體,這些垃圾對其他正在運行的衛星構成了潛在的可怕威脅。如果你曾經看過電影《地心引力》,那麼如果這些垃圾與真空中的任何其他東西碰撞,你就會明白太空垃圾有多麼大的破壞性。
雖然我們進入太空只有很短的時間,但我們已投入數萬億美元和數百萬工時將太多複雜的機器投入太空。此時,大約有2000顆活躍的衛星在地球軌道上運行,還有另外3000顆已經完成了自己的使命,只是漂浮在太空中,等待最終重新進入大氣層,其中的大部分衛星已經艱難地回到了地球。事實上,「大」的空間碎片垃圾每隔幾天就會重新進入大氣層,由於這個星球的大部分地區(海洋)無人居住,通常我們將不會看到大量衛星的墜落或找到他們的墳場。
如果你曾經見過一顆流星,那麼你很有可能目睹了一些小塊空間碎片的墜落過程,因為它以每小時近18,000英裡的速度划過大氣層,燃燒到空無一物。我們的星球周圍有超過750,000個已識別的空間碎片,航天機構密切監視其位置和移動規律,以保持其他衛星運行和發射安全。另外還有數以百萬計的小碎片不經常被跟蹤,它們移動得如此之快,而且非常小,以至於它們基本上很難被發現。
現在,研究人員和科學家在發射火箭或繪製潛在的軌道時必須考慮空間碎片垃圾,但他們更關注所有太空垃圾可能對我們的環境造成的影響。那些在大氣層中燃燒的碎片和那些墜落到地球上的碎片會使地球發生什麼變化呢?
空間碎片與地球環境
研究人員估計,每年大約有80噸的空間碎片垃圾重新進入地球大氣層。但同樣,大部分碎片將在大氣中燃燒或在沒有人注意的情況下墜落到地球。不幸的是,僅僅燃燒並不意味著這些垃圾就會變得「無影無蹤」。由摩擦引起的強烈熱量可能會破壞這些碎片並使其融化,但這些物質仍會釋放到大氣中。當它們(一些複合金屬和複合物)進入大氣並燃燒時,會經歷產生一氧化氮的化學反應,在這個過程中,臭氧會被持續消耗。
幸運的是,我們的星球非常大,大氣層的空間絕對是巨大的,即使每年都有許多碎片會返回地球的大氣層,但是這些垃圾目前對環境的影響可以忽略不計。人類在這個星球上的活動對臭氧和氣候變化的負面影響遠遠超過小塊太空垃圾的影響。
有些人擔心衛星會從天上掉下來,落在他們的房子上,但坦率地說,任何東西從太空掉下來並擊中一個人的機率都是非常小的。自從我們開始向太空發射物體以來的60年裡,只有一次記錄是人被墜落的太空碎片擊中。基本上,被火箭助推器的碎片結束你的生命的概率比你在中彩票的同一天被閃電劈中或者是被鯊魚咬的概率還低。
太空碎片和低地球軌道環境。
儘管空間碎片垃圾的存在不會對我們的地球環境造成直接威脅,但我們不能忽視它對星體環境的影響。在一些圈子裡,人們認為人類的命運在恆星之間,但離開地球的基本先決條件之一是離開地球。隨著越來越多的空間碎片在地球周圍聚集和旋轉,安全地將火箭發射到太空將變得越來越困難。繪製適當的軌跡圖已經是任務安全的一個關鍵部分,但在未來幾年,這個問題可能會變得更加困難。
在未來的幾十年裡,有許多大型電信公司正在尋求向太空部署巨型通信衛星,以增加改善覆蓋範圍,並向世界偏遠地區提供網際網路和數字服務。雖然這是一個高尚的目標,但在某些方面,在低地球軌道上再增加數千顆小衛星將大大增加碰撞的風險,而且在接下來的半個世紀裡,它甚至可能導致一種稱為凱斯勒症候群的災難。在這種情況下,一次碰撞將導致大量的碎片,這些碎片隨後將撞擊更多的衛星,從而導致毀滅性的連鎖反應。儘管人們認為這在幾十年內是不可能實現的,但對於一些理論家來說,這些關於巨型衛星的新提議令人擔憂。
從表面上看,氣候變化可能不會受到來自空間碎片的重大影響,但從某種意義上說,由於氣候變化,地球周圍的大氣正在「收縮」。這意味著大氣層的上層正在變薄,這減少了物體之間的摩擦力,這種力即即減緩空間碎片的速度並將其拖出軌道的力。簡而言之,這意味著墜落的碎片減少了,更多的碎片在太空中危險地四處拋擲,時間更長,幾十年甚至幾百年。
寫在最後
正如許多人類當前面臨的問題一樣,太空碎片目前似乎是一種煩惱,科學家們似乎擔心這一點,但它絕對不是一場危機。即便如此,隨著我們的預計,思考一下有多少國家願意加入航天界,想想還有多少衛星、探索性任務、燃料補給火箭和未來的宇宙飛船需要發射。儘管我們確實有一些想法,你可以在這篇文章中看到,但如果我們還找不到一種方法來清理太空垃圾,這個問題將在未來幾十年只會更加嚴重!
參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3. sciabc - John Staughton-不想讀文獻的漢子
BBC科學焦點雜誌
維基百科
時代周刊
Wiley
Science
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