60%以上的衛星報廢后,不會落回地球!

2020-11-27 騰訊網

從1957年蘇聯發射第一顆人造地球衛星到今天,人類發射的各種人造天體已經接近6000枚之多。太空中環境惡劣,向陽的一面有150多度的高溫,而背陰的一面有零下180度甚至更低的溫度;太陽輻射強度是地面的十幾倍;而且還有危險的宇宙射線。早年發射的衛星結構都比較簡單,甚至就是只帶幾塊乾電池,完成幾十天的任務就斷電失效了。因此過去發射過的接近6000枚人造天體,到目前仍然在軌道上工作的不超過1500枚。另外的4500枚其實都已經報廢失效。那麼這報廢的4500枚人造天體,都到哪裡去了呢?相當一部分已經直接墜毀。也就是從軌道上掉下來,落入稠密大氣層劇烈燃燒解體。有些直接在大氣層內燒的灰飛煙滅。部分沒燒完的殘片,會墜落到地面上,大多數則掉入了深海而不見蹤跡。

最終再入墜毀的人造天體,遠地點高度基本在600公裡之內,尤其是圓形軌道而且高度在450公裡之內的人造飛行物。這種情況最多的就是各種載人的空間站和飛船的非回收部分,還有一些低軌道的光學偵查衛星。長期載人太空飛行器的最高遠地點都不會高於550公裡,主要是為充分利用地球近地磁場對宇宙射線的屏蔽作用。但是450公裡之內的近地軌道,受到高層大氣的摩擦減速效應比較明顯。有時候太陽風比較強烈,還會讓地球大氣的上邊緣,從200多公裡瞬間升高到400公裡,因此對近地軌道太空飛行器的摩擦減速作用非常明顯。比如國際空間站有時候一天之內就會掉高度100多米。如果沒有額外的助推,定期將其推高。幾乎所有450公裡之內高度近圓軌道的太空飛行器,最終都會掉向地面。比如禮炮系列、和平號空間站,包括天宮1號、2號。

都是最終有控制的墜入了南太平洋這塊地球上面積最大的無陸地區。再過幾年,已經500噸級的國際空間站在因老化關閉後,也只能如此結局。不過如果某種太空飛行器的軌道高度,平均在600公裡以上,那麼這種太空飛行器就很難再次落回地面。比如誰誰家發射的第一顆人造衛星,當年的軌道高度是近地點430公裡,遠地點1500公裡左右。只在太空有電工作了28天之後,因為內部電池失效就報廢了。當時還沒有配備太陽帆板的技術。但是這顆衛星已經在天上整整圍繞地球旋轉了50年。瀚海狼山(匈奴狼山)認為其根本沒有往下掉的意思。目前的實際軌道高度是近地點450公裡,遠地點接近2000公裡,也就是有越來越遠離地球的狀態。這是因為其平均軌道高度超過600公裡,受到地球高層大氣摩擦的減速效應已經可以忽略不計,在繼續依靠慣性飛行的過程中反倒有逐步加速的趨勢。

那些近地點高度超過1000公裡,或者在1萬到2萬公裡的大橢圓軌道上運行的衛星,包括原先在3.6萬公裡高度定點的同步衛星。即使失效後,也近乎全部不會掉回地面,只能無休止的圍繞地球旋轉下去,而且軌道高度都會逐步遠離地球。地球同步軌道的資源位置是有限的。報廢失效後的定點衛星,一般在位置滑動太大不可挽回後,地面會命令這些老舊衛星,用最後一點剩餘燃料把自己拋向更遠離地球的高軌道。防止其幹擾後來接替的新衛星

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