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美用传感器研讨太空微渣滓碎片

在国际空间站的一扇窗户上发明的一块7毫米宽的小碎片。图片来源:ESA/NASA

本报讯 美国影戏《地心引力》把太空渣滓的危害戏剧化了。只管沉没的扳手和断裂的火箭部件可能对宇宙飞船形成最致命的威逼,但年夜大都轨道碎片现实上都是小得多的——想象一下油漆雀斑和破碎的卫星碎片。此刻,美国宇航局(NASA)但愿哄骗太空碎片传感器(SDS)更多地相识环抱地球轨道运转的灰尘巨细的微碎片的环境,该传感器规划于近日由太空摸索技能公司发射的货物飞船输送至国际空间站。

哄骗高空雷达,美国空军正在连续追踪约2.3万件比棒球年夜的空间碎片,从而使人造卫星操作者可以经由过程灵活制止与之发生碰撞。然则Brian Weeden说,人们关于更小的空间碎片知之甚少。他是华盛顿哥伦比亚特区的一个非营利性组织安全天下基金会的名目计划主任。

Weeden说,SDS将研讨高速活动的小于1毫米的物体,它们依然会形成真正的挫伤。他说:“要是一颗卫星在轨道上运转10年或15年,那么这些小擦伤就会经由过程粉碎传感器或磨损质料从而对卫星孕育发生影响。”

NASA之前曾经由过程查抄航天飞机的窗户和散热器来研讨微碎片,这些微小的抵触触犯使返回地球的航天飞机孕育发生了凹痕。“一次具体的高空查抄可以预算出撞击它的物体的巨细,然则你从中能获得的信息是有限的。”Joseph Hamilton说。他是轨道碎片迷信家,也是位于得克萨斯州休斯敦的约翰逊航天中心的SDS首席研讨员。

在安装到国际空间站后,新的传感器将可以或许更好地处置惩罚真实的微碎片信息。SDS上的1平方米探测器包罗一层嵌入在细线网中的薄薄的传感器。当微碎片撞击到SDS的外貌时,它会粉碎很多此类的电线,这与颗粒的巨细无关。关于下方传感器层的粉碎为摸清颗粒的速率和轨迹供给了信息。前面的背板将丈量撞击的强度,从而光顾助迷信家预计物体的密度。

有了这些数据,迷信家就可以确定这些微碎片的轨道,从而为它们的来源供给线索。例如,一条椭圆轨道表白,一个颗粒是一种自然的微流星体;而一条圆形轨道则象征着它可能是从一颗人造卫星上失上去的。

经由过程对微碎片数目的准确预计,迷信家可以揣度并更好地预测年夜于1毫米且小于10厘米的物体的数目。Hamilton暗示,这些物领会对宇宙飞船形成更年夜的挫伤,但却因为太小而无奈被雷达所跟踪。

SDS将在国际空间站间隔地球外貌约400公里的轨道上运转,它被以为是一项技能的演示。要是得到乐成,将来的义务可能是在间隔地球外貌700公里至1000公里规模的高度上研讨微碎片,这是一个越发拥堵的空间,但对它的相识却很少。这些发明可以光顾助人造卫星设计职员开收回更好的防护罩,而革新的微碎片数目模子则可以光顾助他们找到一条空间灰尘并不组成年夜威逼的轨道。

一些公司曾经嗅到了研讨太空渣滓的时机。位于新加坡的一家私家卫星办事公司Astroscale开发了一颗22公斤的微型卫星“IDEA OSG 1”,用于研讨那些更高的(600公里至800公里)太空碎片。11月28日,Astroscale成为俄罗斯同盟号火箭发射的多颗人造卫星之一,然而该火箭未能达到预约轨道,据预计这次发射曾经掉败。在发射前,Astroscale首席经营官Chris Blackerby在日本东京暗示,该公司正在追求时机,经由过程与当局机构或私家组织的和谈,分享卫星网络到的数据。Astroscale没有回应无关俄罗斯火箭发射掉败的评论。

空间碎片是宇宙空间中除正在事情着的航天器以外的人造物体,包孕运载火箭和航天器在发射历程中孕育发生的碎片与报废的卫星、航天器外貌脱落的质料、外貌涂层老化失上去的油漆斑块;航天器逸漏出的固体、液体质料;火箭和航天器爆炸、碰撞历程中孕育发生的碎片。

太空渣滓一样平常在高300公里至450公里的近地轨道上以每秒7至8公里的速率运转,而在36000公里高度的地球静止轨道上则以每秒3公里的速率运转。按照轨道倾角,碰撞时的绝对速率乃至可以到达每秒10公里以上,是以具备伟大的粉碎力。太空渣滓若与运转中的人造卫星、载人飞船或国际空间站相撞,会危及到装备乃至宇航员的性命。据计较,一块直径为10厘米的太空渣滓就可以将航天器齐全捣毁,数毫米巨细的太空渣滓就有可能使它们无奈继续事情。太空渣滓也是以成为了国际问题。

(赵熙熙)

《中国迷信报》 (2017-12-07 第2版 国际)
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Tags:渣滓 传感器 太空 责任编辑:admin
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