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凯斯勒症候群

凯斯勒症候群

分类: 环保
属性: 技术
最后修改时间: 2013年05月25日
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“凯斯勒症候群”(Kessler Syndrome),这个概念是美国宇航局顾问唐纳德·凯斯勒提出的,它设想有一天低地球轨道上的垃圾实在太多了,以至于人造卫星和航天器经常被撞击,由此产生更多的太空垃圾,恶性循环,最后使得发射新的太空器都几近不可能,因为一发射上去就会被撞坏。

简介

  “凯斯勒症候群”由NASA顾问唐纳德·凯斯勒(DonaldKessler)于1978年所提出,勾勒了一幅让人哭笑不得的未来场景——“近地轨道上的卫星碎片多到了一定程度,就会经常击中出现在这一带的卫星等物体,而被击中的势必产生更多碎片,又为更多的冲撞增加了可能性……滚雪球一般增多的碎片最终将使得人类不得不放弃继续发射卫星到这个区域,而且,这种状况的出现很可能不需要多久。”

历史

  “宇宙2251”发射于1993年6月,也是作为通讯之用,事故发生以后美方指责它处于非运行状态至少有10年之久,早应处理掉了。

  不过此举没有足够说服力保证他们推卸责任,比如有第三国专家站出来说,这很可能是铱星公司疏于监测造成的,他们本来完全可以通过改变运行轨道避免发生碰撞。带来的后果是凭空多出了一大堆太空垃圾,很可能对附近的国际空间站(ISS)及其工作人员造成威胁。

  NASA轨道碎片专家尼古拉斯·约翰森证实,美国空间司令部(USSC)监视网络检测到了许多来自双方的碎片—初步雷达追踪显示有600块左右,实际数目则只有更多。这种情况不免让人忧心忡忡,人类离“凯斯勒症候群”越来越近了。

假想危害

  正常情况下,人类发射到地球轨道上的卫星最终都会越降越低,最终在大气层中烧毁。但是这需要时间。研究人员相信,此次撞击中有大量碎片留在了两颗卫星的轨道附近,这些碎片进入大气层可能需要一万年。

  自1957年前苏联发射首颗人造卫星以来,现在太空中已经有大约4000个火箭残骸和卫星,超过6000个被监控的大型碎片,超过20万个大于1厘米但没有被监控的碎片。

  假如每一个残骸和碎片都能够被确定轨道,那么在撞击发生前相关机构就能够发布预警,以避免事件发生。但是,不管是人力还是计算机的运算能力都无法达到监控每一个碎片的水平。更为重要的是,残骸和碎片的轨道是处于变动之中的,有时一次燃料的意外泄漏就会改变一个物体的轨道,太阳和月球的引力也在改变它们的轨道。

  美国五角大楼监控了许多太空垃圾,但它也只能选择监控那些大型的、对国际空间站和航天飞机构成威胁的物体。

解决方法

  每天对这样一个碎屑天体进行持续1~2小时的激光照射,将足以使其每天移动约650英尺(约198米)。尽管这可能还不足以将其直接推离轨道,但是初步模拟试验显示这至少可以避免50%以上的碎屑撞击事件。

  事实上在此之前,美国宇航局的科学家们就曾提出过用激光器对付太空垃圾的想法。但当时的想法是使用军用级别的高功率激光器对碎屑进行直接摧毁,或部分加热碎屑表面,使其部分蒸发,形成一股反推力,从而使其改变轨道。但该科学小组表示,这一想法存在严重的缺陷:首先这种想法所需的超大功率激光器极其昂贵,费用是无法承受的,另外,这样做几乎肯定会引起其他航天强国的猜疑,他们会想:美国人究竟在干什么?他们的激光器瞄准的真的只是太空垃圾吗?

  而新想法中将要用到的激光器和工厂中用来焊接和切割汽车钢板的激光器没有什么两样。每台这样的激光器都可以在市场上买到,价格大约是80万美元。剩下的望远镜引导系统的价格在数百万到数千万美元之间,这取决于你准备新建一台专门的望远镜还是利用手边现成的设备,比如空军设在夏威夷毛伊岛的光学观测望远镜设备,或设在澳大利亚斯特姆洛山(Mt.Stromlo)的观测台。

  这样做避免了复杂的技术问题,并且节约了大量开支,还可以大大降低其他国家对于此举的猜疑和顾虑。这不是长久的解决方法。这种做法只能给我们争取一定的时间,但这不能用来代替最终清理这些垃圾,以及最终停止产生新垃圾的措施。

  而作为“凯斯勒症候群”之父,凯斯勒本人对此也深表赞同。他同时还指出,光靠激光的光压可能并不足以推动较大的太空垃圾。唯一的解决方法是防止地球轨道上再次发生大型物体的相撞事件。

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