太空垃圾泛濫,對我們地球有什麼影響?我們又該怎麼解決他們呢?

2021-01-18 天文在線

百家號獨家內容。

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

如有相關內容侵權,請於三十日以內聯繫作者刪除

轉載還請取得授權,並注意保持完整性和註明出處

相關焦點

  • 地球垃圾這麼多,我們能否扔到太空中呢?
    我們的垃圾現在正影響著地球上每一可以想像的角度,在2019年美國人維克託斯克託沃駕駛到達地球最深處,馬裡亞納海溝看到了人造垃圾的存在,地球最深處竟然有人造垃圾,最讓人感受到現如今垃圾問題的嚴重性,像塑料汙染和垃圾廠滿意,這樣涉及人類生存環境的問題,需要引起人們注意,有人可能會提出這樣一個設想
  • 太空垃圾有什麼危害? 太空垃圾該往哪裡倒?
    太空垃圾有什麼危害? 太空垃圾該往哪裡倒?時間:2017-06-29 12:11   來源:360問答   責任編輯:沫朵 川北在線核心提示:原標題:太空垃圾有什麼危害? 太空垃圾該往哪裡倒? 生活中的垃圾可以倒在垃圾桶裡,要是太空中也有垃圾該往哪裡倒呢? 在航天史上,太空垃圾已經造成了一些事故。
  • 我們的地球怎麼了?
    在我們的認知裡面,地球的樣貌是一個蔚藍色的水球,因為地球的表面被70%以上的海水所覆蓋,所以呈現出一片美麗的藍色海洋,小時候可以看見滿天的小星星。可是,現在的地球僅僅存在於43年前,這張照片是43年前拍攝的,43年後的今天地球還依舊和之前一樣一片蔚藍嗎?看完現在地球的照片,你可能要感到失望了,地球早就變了樣貌。
  • 有神秘物體正在環繞地球?仔細一看原來是我們生產的垃圾!
    有多小呢?不到一公斤重.它被稱為「空垃圾袋」(Empty trash bag objects),簡稱為ETBOs,經常無規則地繞著地球轉。通常來說,這些物體非常輕盈,不足一公斤,卻會被拉扯到幾米長。這些東西都是太空垃圾。據統計,至少有1.7億個太空垃圾,但只有22000個能被追蹤到。
  • 頻繁發射火箭與衛星對地球周圍太空造成了許多垃圾,有什麼影響?
    雖然據統計迄今為止光是圍繞在近地軌道附近的太空垃圾碎片就超過1.7億顆以上,而且每隔大概5--7年左右就會有一次大的太空碰撞發生,有的是衛星之間的碰撞,有的則是太空碎片直接擊中正常運行的衛星,產生爆炸後繼而產生更多的太空垃圾碎片。
  • 地球已經變樣!太空垃圾堆積成山,人類還能清除嗎?
    太空垃圾與其他垃圾相比有什麼不同?首先,太空垃圾與其他垃圾的第一個不同,就是兩者之間,所產生的位置不同,太空垃圾的是在太空之中的垃圾,而我們肉眼所看見的垃圾則是在我們地球上面,我們人為產生的垃圾。除此之外,兩者的產生方式可能也不同。那麼產生方式有什麼不同呢?
  • 太空垃圾如何影響地球的環境和大氣?
    這個問題引起了激烈的爭論,那麼,太空垃圾對地球的環境和大氣會有什麼影響?太空垃圾據估計,太空中遊蕩著多達75萬塊太空垃圾,它們以大約每秒7.8公裡的速度在太空中高速運動。如果這些太空碎片撞上正常的人造衛星和太空飛船,將會造成相當嚴重的破壞。
  • 什麼是太空垃圾?流星體、流星和隕石與它又有什麼區別呢?
    太空中充滿了不計其數的物體。這些東西,或非常小,或特別大,或是天然,或是人造,都有可能在某一天會落到地球上。例如,軌道碎片,也被稱為太空垃圾,指所有環繞地球運行但不再有利用價值的人造物。舊的宇宙飛船、氣象氣球和破損的衛星都屬於太空垃圾的範疇。圖解:太空垃圾的分布示意圖。其中有兩個主要的分布帶:位於地球靜止軌道上的環狀帶及位於近地軌道上的雲狀帶。
  • 什麼是塑料垃圾?我們應該怎麼做才能改變它們對我們造成的傷害?
    所以 這篇文章我來仔細描述一下,讓我們來解決這個重要問題並學習什麼是塑料汙染、出現的原因 、對人類的影響 以及我們要如何應對,一起來看看吧!那麼什麼是塑料汙染呢?塑料汙染是塑料物品及顆粒的累積,例如塑料瓶、塑膠袋和塑料微粒,在地球的環境中對野生動物及人類造成不利影響。塑料汙染是如何影響人類和動物的生命呢?
  • 以目前的地球科技而言,幾個世紀後人類才能處理太空垃圾?
    科學家已經意識到這個問題的嚴重,航天大國已經紛紛展開了太空垃圾的治理活動,解決太空垃圾的危害指日可待。大家是不是覺得我的回答怎麼跟其他人想得不一樣啊,你這是在做科普嗎,怎麼科學家都覺得太空垃圾現在危害很大,而你覺得沒那麼嚴重呢?
  • 太空垃圾如果將整個地球包裹起來,會有什麼後果?
    是這樣的,我們現代人類產生了太多垃圾,有的丟到荒山野嶺,有的丟到大海,甚至有的丟到太空了。不是誇大其詞,真的如此。如果有飛船停留在地球和月亮之間,肯定會發現地球上空飄滿了垃圾。是什麼垃圾?最多就是損壞的人工衛星,或者軍事演習弄出來的垃圾,普通人丟個垃圾還真丟不出地球。不說垃圾的來源,假設,地球上空飄滿了垃圾,厚度達數百米,這樣,太陽光肯定受阻,被垃圾反射到外太空去了,於是,地球表面接受的陽光不足,就會出現像小冰河世紀那種嚴寒,糧食大量減產,許多動植物都有滅絕的危險。這不是杞人憂天,現在太空垃圾多了,已經上升到國際關注的事件了。
  • 垃圾上天了也不放過:學學人家馬斯克,怎麼不給太空「添堵」
    太空垃圾真的有如此大的威力嗎?那麼這些垃圾是怎麼上天的?又該如何清理呢?中國科學院空間應用工程與技術中心戰略規劃室主任張偉在一次演講中提到,目前太空中的垃圾碎片多達1億多塊。他們尺寸又大又小,從毫米級、釐米級到米級以上不等。總重量高達2700噸,約合為1800輛小轎車的重量。大於10裡面的大約有2萬9千塊;1釐米到10釐米之間的有75萬個,相當於比彈珠大,比西紅柿要小;毫米級的有1.66億個,比芝麻大,比彈珠小。
  • 太空垃圾搖身變成地球的第二個月亮,這給人類什麼啟示?
    我們知道地球只有一個天然衛星—月球,還有800多顆人造衛星。那麼衛星究竟是什麼呢?當一個天體圍繞著一顆行星的軌道進行閉合軌道完成周期性運行時,它就是這個行星的衛星。月球就是天然形成的,圍繞著地球進行周期性軌道運動的天體;而人類發射上空的衛星,同樣是按照一定的軌道圍繞著地球進行運動。
  • 太空垃圾每年墜落地球400個,我們卻毫無感覺?
    如果一顆衛星的信號丟失、燃料用盡或遭到破壞,那麼這些失控的金屬碎片就會受到地球引力作用進行自由運動,終有一天會進入地球大氣層,重新送回地球。    每年有數百個太空垃圾回到地球:  每隔幾天,就會有來自太空的人造垃圾回到地球,但是我們基本不會感受到。
  • 天文學家說:太空垃圾比我們看到的還要糟糕
    隨著人類將越來越多的衛星和火箭送入太空,在我們地球外部運行的碎片和碎屑正在成倍增加。所有這些太空垃圾都可能對正在運行的衛星構成威脅,新的研究表明,這個問題可能比以前認為的要嚴重得多。天文學家試圖將公共同步目錄中的物體與地球同步軌道(許多大型通信衛星繞過我們的星球的高度)之間的交叉檢測參考。他們發現超過75%的碎片沒有火柴。 大多數未知物體都很微弱且很小,只有39英寸(一米)或更短。 博士說:「許多微弱,未分類的碎片似乎正在翻滾。」
  • 天文學家說,太空垃圾比我們看到的還要糟糕
    隨著人類將越來越多的衛星和火箭送入太空,在我們地球外部運行的碎片和碎屑正在成倍增加。所有這些太空垃圾都可能對正在運行的衛星構成威脅,新的研究表明,這個問題可能比以前認為的要嚴重得多。他們發現超過75%的碎片沒有火柴。大多數未知物體都很微弱且很小,只有39英寸(一米)或更短。博士說:「許多微弱,未分類的碎片似乎正在翻滾。」物理專業的詹姆斯•布雷克(James Blake)發表聲明:「我們需要進一步探測微弱的碎片種群,並獲得更多數據,以更好地了解那裡的情況。」
  • 是什麼阻止我們建造太空電梯?
    從理論上講,該項目是可行的。那麼阻止我們的是什麼?為什麼到太空旅行甚至發送有效載荷仍然有如此昂貴的奢侈品?那裡有可重複使用的火箭,市場上的競爭每年都在加劇,從而降低了價格。今年兩位研究人員,西風Penoyre從 劍橋大學在英國和艾米莉·桑福德從哥倫比亞大學在紐約  提出的「傳統」的另類空間,提升他們已經建議建設一個「太空旅遊」從月球上,而不是下降從地球上建造一個太空電梯。
  • 日本已著手研發木質衛星,解決太空垃圾回收汙染問題,保護地球
    如果算上上百種的殘片垃圾,太空垃圾數量達幾十萬塊。從無處看地球,太空垃圾遍布地球,非常恐怖。 目前及今後幾十年,太空中的國際空間站,也包括我們國家天宮飛船,面臨最大的威脅正是太空垃圾。
  • 地球被「垃圾」包圍?1.7億個太空垃圾漂浮在地球上空,令人堪憂
    NASA發布了一段視頻,顯示了地球大氣層中太空垃圾的範圍,人們擔心人類正在把自己困在地球上。據報導,在地球的上層大氣中漂浮著1.7億個太空垃圾,但只有2.2萬個被跟蹤。大約7000噸的太空垃圾環繞著我們的星球,因為報廢的衛星、火箭和其他金屬和巖石產生的垃圾在地球附近堆積。
  • 太空垃圾竟比你隨手丟棄的垃圾更好清理,是為什麼?
    預計在未來50年中,由於全球氣候變暖,陸地上約有四分之一的動植物會受到影響甚至滅絕。你的一舉一動都將成為他們消失的原因!人類每天隨手丟棄的垃圾雖然不會飄到太空,但也不能避免太空中垃圾的產生,美國的一個工程師團隊目前正在研發一款小型立方體衛星名為OSCaR。