每年向太空发射的卫星那么多,它们会相撞吗?

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摘要

自1957年前苏联发射了第一颗人造卫星史波尼克1号以来,人类已经执行了超过4000次的发射任务,也把很多的废弃物件带上了太空,虽然他们大多数都坠入了大气层燃烧殆尽,但仍有超过4500吨的太空垃圾残留在轨道上。其实,在人类走出地球后的蛮长一段时间里,都没有太空垃圾这一概念的。最早提出太空垃圾这

自1957年前苏联发射了第一颗人造卫星史波尼克1号以来,人类已经执行了超过4000次的发射任务,也把很多的废弃物件带上了太空,虽然他们大多数都坠入了大气层燃烧殆尽,但仍有超过4500吨的太空垃圾残留在轨道上。

其实,在人类走出地球后的蛮长一段时间里,都没有太空垃圾这一概念的。最早提出太空垃圾这概念的是一些防空部队的值班人员,一些专门监控宇宙空间的部门常常被这些不明物体弄得困惑不已。

甚至有某个气象台曾以为发现了仙英座附近的星体爆炸,后来才搞清楚那不过是一颗废弃人造卫星在阳光下反射的效果。人类这才知道,原来我们在太空抛弃的那些东西已经这么多了。

不管是什么物体,它们在轨道上的飞行速度虽不超过第一宇宙速度,但也是几千米每秒这个等级的。以一个以每秒7千米速度飞行硬币大小(以6克计)的碎片计算,它拥有近15万焦耳的动能,而1发7.62毫米机枪出膛子弹的动能也才约3千焦耳,这还是没有考虑撞击时相对速度的情况,其威力可想而知。

国际空间站在2016年3月份遭到毫米级剥落的油漆袭击,国际空间站引以为傲的全景玻璃窗被撞出一个凹痕。

如今太空垃圾的问题愈发的严峻,若不采取措施,日后维护航天器安全所付出的成本也许比发射一颗新的还要高。因此,各国都在想办法解决太空垃圾的问题。正所谓“文明你我他,垃圾送回家”,日本从垃圾的源头入手,在太空也发扬起本国环保的精神。

中岛田铁工所与东北大学计划给卫星配备一个名为“DOM”的脱轨装置,在卫星退休之后,装置会展开一个约1.5米见方的薄膜,原理类似降落伞,能加大稀薄空气的阻力,使卫星在不算长的时间里减速降轨,最终落入大气层烧毁。

日本在前年末发射的“鹳”6号货运飞船,在完成给国际空间站送货的使命后,伸出了铜和铝制成长达700米的实验器,打算通过电磁效应来让这些太空垃圾减速,最后落入大气层,然而“鹳”可能是出现了什么功能性障碍,试验器没法完全展开,最终自己变成了一个太空垃圾,令人唏嘘。

卫星环绕地球在空间轨道上运行的过程当中,会受到很多力的作用。这其中就包括大气阻力,太阳引力,以及最重要的地球引力等。所以卫星的运动过程是非常复杂的,目前人类向太空发射的卫星,都有着自己独特的作用。卫星的种类也有很多,而目前比较广泛的就是应用卫星和科学卫星。世界各国都向太空发射了很多卫星,迄今为止大约已经有4000颗了。

一般卫星都是在预定轨道上环绕地球的,所以只要经过了精密的计算,卫星相撞的现象还是不太可能发生的。即使现在卫星的数量呈爆炸式增长,甚至出现了同轨道卫星,但是两颗卫星相撞还是一种偶然情况,不必太过担心于这个问题。当然这种事情也并不是不存在的,曾经美国的一颗卫星就和俄罗斯的卫星相撞。但这主要是由于美国工作人员的失误,和卫星本身没有什么关系。

卫星的作用是毋庸置疑的,但是废弃的卫星确实给天文学家带来了很大的不便。一般在卫星废弃之后便会坠入大气层中燃烧,但依旧有一些卫星碎片或者是故障卫星在宇宙中残留。它们漂浮在宇宙中成为了太空垃圾。这么多的卫星在宇宙中共同漂浮,会不会产生碰撞的情况呢。

卫星发射的过程当中需要经过精密的计算和定位。目前一些太空垃圾和其他国家的卫星都有定位,所以想要发射卫星必须要避开这些太空漂浮物。想要找到一个正确的轨道并非易事,因为太空中的漂浮物实在太多。因此必须精准的进行计算,这样才能避免如此大的失误出现。一般来说卫星必须要达到第一宇宙速度,在这么高的速度下如果发生了相撞的情况,后果也是非常不堪设想的。即使是毫米级的太空垃圾,也会对卫星造成毁灭式的影响。

宇宙中有着太多我们无法探测的东西,因此卫星在运行过程中最害怕的就是太空垃圾了。目前各国都在商讨如何处理这些太空垃圾,其中比较合适的一种做法就是利用飞船预定的运行轨道来进行清理。首先需要在飞船上加入一些保护装置,这样才能够在保护自身的同时清理掉太空垃圾。当然这一方面还是在不断的测试和研究当中,只有清理轨道上残存的一些航天碎片,在卫星发射过程中才能够更加安全。并且也能为未来的航天事业清除一些潜在的危险。

目前没有什么可行的方法来清除太空垃圾,但是这已经引起了全人类的重视。如果一个太空飞行器在足够高的空中围绕地球转动,那么它所能转动的时间大概能够达到几千年。如果不靠人为的清除,太空垃圾将在几年后达到一个非常可怕的数字。而卫星相撞的事件或卫星坠毁的事件也将变得更普遍。

有撞击痕迹的陨石,惊世稀有,真陨的标志,价值超亿元~今天晒晒这枚来自陕西安康的稀有陨石 碳质球粒石铁陨石,是陨石大家族中一种比较特殊含碳物质元素的石铁陨石,说它特殊是因为它们具有很高的科研价值与现实意义。它们代表的是最原始太阳系中的演化与成因物质,它们是太阳星云形成初期幸存下来的固体物质。它们保存了一些太阳星云的凝聚、演化及成因信息,其矿物成因学和化学物质组分反映了早期太阳星云、行星、小行星和恒星的形成和演化历史。碳质球粒陨石在含水蚀变过程中保留下的一些特征,与早期太阳星云低温演化关系有着密切的联系,因此, 碳质球粒陨石是早期太阳星云形成和演化的见证者。不同化学组分的碳质球粒陨石代表了太阳星云不同区域的演化产物,它们的形成区域不同也与太阳之间保持的距离不同,其物理化学条件也会由氧化转变为强还原。 碳质球粒石铁陨石是一种富含水与有机化合物的球粒陨石,占已知陨石只有约3.5%。它的成分主要为硅酸盐、氧化物及硫化物,铁,镍,稀有元素。还具有橄榄石和蛇纹石这两种矿物是它的一大特征。由于拥有具挥发性的有机化学物质和水,因此自形成後,它没有遭受过严重(高于200℃)的加热。碳质球粒石铁陨石被认为最能保存形成太阳系的太阳星云的成分。 因此碳质球粒石铁陨石是目前极具科研价值,商业价值和收藏价值的陨石,倍受藏家青睐, 陕西安康惊现的这枚碳质球粒石铁陨石比重大坚硬,内含碳质球粒,橄榄石颗粒,铁,镍,锡,黄金多种稀有元素,陨石重6750克,陨石坠落地面时局部因撞击,外力作用自然凹陷,凹陷部位纹路清晰自然,在全球范围内都是稀有的,非常罕见,具有极高科研价值的陨石,断面打磨后金属光泽明显,中磁性,专家鉴定初步估计超亿元,非常稀罕。

随着各国航空事业的不断发展,太空飞船,卫星以及各种航天器已经不再令人感到惊讶了。目前各国发射的卫星数量达到了几千颗,这些卫星都有着自己的轨道和任务。其实卫星也是有寿命的,一些废弃的卫星最终的结局就是坠入大气层中并且最终消失殆尽。但仍有一些卫星残留在宇宙当中,成为了所谓的太空垃圾。

根据有关人员的调查统计,目前太空垃圾的重量大概已经达到了4500吨。这些太空垃圾漂浮在太空当中,并且一直占据着原有的轨道。这也使得卫星发射有了很多的困难。科学家们需要经过精确的计算,才能够躲开这些太空垃圾。监测部门也经常能够观察到一些不明物体,而这些不明物体大多数都是人类发射的航天器的碎片。这给行星观测造成了很多的困难,当然也给宇航员们造成了巨大的压力。

目前我们还是每年都往太空中输送着卫星,虽然太空中卫星的数量已经非常多了,但是只要计算好卫星的轨道,并且精确的避开太空垃圾,一般是不会发生卫星相撞的事件。卫星的种类也有很多,一般来说同步卫星比较容易出现相撞的情况。因为轨道是相同的,所以有可能会出现拥挤。而国际方面对这个情况也作出了规定,虽然有时允许双星共位,但这样做比较容易发生危险,发射的难度也是相当大的。目前同步卫星之间的间隔大约为0.5度。

当然卫星相撞的事故也是存在的。计算的精确度不够和太空垃圾都有可能会导致卫星相撞。在2009年,美国发射的铱33卫星就和俄罗斯的宇宙2251卫星发生了相撞,要知道在太空中旋转的两颗卫星相对速度是非常高的。因此也可以推测相撞时的力度了,两颗卫星瞬间就被撞得粉碎。而这次卫星事故也让美国的损失十分惨重,因为当时俄罗斯的卫星已经属于退休状态,而美国的卫星则运转良好。所以排除一些特殊的情况,在正常的卫星运作过程当中,发生相撞的几率是非常微小的。

全球在轨卫星数量其实不到1万颗,但它们还是会相撞,而且已经发生过了。

美国东部时间2009年2月10日上午11时55分,美国铱星33和俄罗斯已报废的宇宙2251卫星在西伯利亚上空790公里发生在轨碰撞事件,卫星解体产生10厘米以上空间碎片数量超过2000颗。这是历史上首次卫星相撞事故

美国铱星33卫星是美国1997年发射的用于手机全球通讯的卫星,重约560公斤。俄罗斯宇宙2251卫星是1993年发射的一颗作为通信中继站的卫星,重达近920公斤。

每年向太空发射的卫星多吗?

不多,2021年中国乘用车销量为2千万多辆,而全球在轨卫星数量其实只有5000多颗,除了中国空间站和美国国际空间站个头比较大外,其余的很难会超出10吨。马斯克说:“太空非常大,而卫星非常小……几千颗卫星根本不算什么,就像地球上有几千辆汽车一样。”

但是在可预见的未来,卫星数量将迅速增加,相撞的风险也将迅速增加。将光马斯克的星链就有4.2万颗,另外还有其他巨型互联网星座卫星,如英国Oneweb的数十万颗,我国的1.2万颗“GW”巨型星座计划。近地轨道将“星满为患”,如去年SpaceX公司的“星链”卫星升轨,两次逼近我们的空间站,空间站不得不实施“紧急避险”。这样的事未来将会更有可能发生

除了卫星,近地轨道的太空垃圾更多,如卫星碎片、火箭的残骸,卫星相撞后解体的碎片、各国反卫星试验(ASAT)产生的碎片等等。其中10厘米以上的碎片至少2.6万个,1厘米以上的超过50万个,而1毫米以上则超过1亿个。这些碎片比起运行的卫星更加严重威胁着在轨航天器。如2022年1月18日,我国2020年8月发射的清华科学卫星与俄罗斯ASAT产生的碎片险些相撞,最近距离仅为14.5米,十分万幸。而2021年3月18日的我国云海一号02卫星就不幸被碎片击中造成解体,美国太空部队称该小型碎片与俄罗斯1996年发射宇宙2333卫星的运载火箭有关。

为了近地轨道的安全,美国成立美国太空部队和太空监控网络,追踪以确定哪些太空物体对在轨航天器有威胁。我国也在2015年由中国科学院国家天文台建立了空间碎片监测与应用中心,主要任务就是空间碎片监测、预警。同时各国也在积极研发太空垃圾的清理技术,主要就是捕获、减速、带回地球大气层燃烧销毁。不过这项技术也有几分反卫星的意思。

总之,随着卫星的增加,相撞的概率是不断上升,同时我们也积极采取相应的措施。

一般不会相撞,因为卫星都有自己的固定的轨道,比如说同步卫星吧,现在确实存在同步轨道上卫星过于拥挤的情况,最早的时候国际电联分配卫星轨道的时候还是2度左右一颗,现在估计也就是0.5了,而且现在还有很多双星共位的情况存在。这需要负责卫星管理的卫星控制中心通过地面测控站得到的卫星轨道数据对卫星进行轨道控制。

另外,卫星在空中是能够进行机动的,因为在卫星上,会有大小不同的十余支火箭助推器。通过其中的组合,可以实现卫星向任意方向的机动。可能有人会问,同步轨道卫星不是可以始终保持在同步轨道的定轨点吗?但是有一个问题就是,地球并不是规则的圆形,所以卫星会在运行中受到地球非圆性的影响,慢慢偏离同步轨道,这时就需要负责卫星轨道管理的控制中心对卫星进行变轨机动,将他放回原先的轨道。所以,卫星上的推进器燃料是非常宝贵的,因为当卫星的推进燃料一旦用完,卫星也就无法在预定轨道上保持,也就完成了寿命,所以卫星上的燃料是卫星寿命的主要因素。

地球周围的太空垃圾

不过也有个别事件如:

美国东部时间2009年2月10日上午11时55分,美国铱星33与俄罗斯已报废的宇宙-2251卫星在西伯利亚上空发生相撞,这是历史上首次卫星相撞事故。

相撞原因:

美称太空问题欠合作美国和俄罗斯通信卫星史无前例相撞后,美俄双方互指对方要为今次撞击负责。俄罗斯太空专家指美国太空总署未能在事前及时发出预警,而美国太空总署则指发出预警并非他们的职责范围,至于美国国防部太空监察网络则承认无法一一追踪到太空上数以万计物体的移动方向。不过,五角大楼发言人布赖恩·惠特曼12日承认,美俄卫星相撞是因为美国在计算卫星轨道时存在失误。他同时表示,相撞绝对是个意外。

对于发生史无前例的大型通信卫星相撞事故,俄罗斯著名太空专家利索夫说,他不明白为何美国太空总署的太空残骸专家,以及铱卫星公司均未能及时发出预警,尤其是“铱33”是仍在运作的有效卫星,理应可以及时调校运行轨迹,避过撞击。利索夫直指今次事件可能涉及计算机故障或人为错误。他猜测有关专家可能只顾着监视小型太空物体,而忽略了报废的卫星。

但美国太空总署反驳,追踪太空残骸是国防部太空监视网络的职责,负责向太空总署预警。而国防部发言人惠特曼响应道,“太空垃圾”多达18000件,国防部没有可能逐一追踪,根本不可能预测这种相撞事故。在计算商业卫星轨迹时的错误导致了相撞事故的发生,铱星与俄军事卫星相撞对美国军方来说确实是个意外。他说:“我们完全没有料到会发生相撞事故。(我们)不可能监视轨道上所有目标的运动。此次事故再次说明了各国在太空问题上紧密合作的必要性。”

在过去一年里,我国的航天工业甚是热闹,陆陆续续共发射了大概40颗左右的卫星,而对比起世界总共向太空中发射的卫星,我们发射的数量可谓小巫见大巫。截止到目前为止,人类冷气向太空中发射了大概六七千颗卫星,它们有的早已报废,有的至今仍在运行中。而根据未来的发展趋势来看,人们发射的卫星将会越来越多。Space x已经宣布未来构建由7500多颗卫星打造的“星链”,我国也提出了“虹云”以及“鸿雁”计划,未来几年内要将500颗卫星送入太空,由此可见未来的太空中绝对不会平静。那么在太空中有了这么多卫星,它们会不会相撞呢?有专家对此表明:以目前地球的卫星数量,就算再多出十倍,相撞的可能性也是微乎其微的。

有的人兴许拿卫星相撞的事件大做文章,的确在2009年,俄罗斯和美国的卫星就发生过相撞事件,但是那只不过是退役的卫星,已经处于报废状态。当时的美国卫星还是缺乏监测和变轨的民用卫星,太空部署也没有监测到,所以才导致卫星相撞。也不能排除是俄罗斯的有意而为之,毕竟撞毁的那个卫星可是正常运行的。不过这样的事例也就出现过这一件,直到到现在也再没发生过相撞事件。由于现在的卫星都有监测系统和变轨能力的,一旦有即将相撞的迹象,就会改变运行轨道,提前预防,以此来避开卫星,就不会有相撞事件的发生。

另外,地球以外可供卫星飞行的空间远比我们想象的要大得多,距离地球300公里到4万公里的范围内,都是可供卫星运行的空间。在这种三维空间内,理论上可以释放数千万个卫星运行。这些卫星在各自的轨道上有条不紊的运行着,除非发生意外,否则是几乎不可能相撞的。就算是同一高度、同一轨道的卫星,只要两者的运行速度一致,那么它们就跟玩猫捉老鼠的游戏一样,只要追不上对方,永远也不会相撞。

正如人民、国家都有各种各样的法律和条例去遵守一样,想要发射卫星也不是一件容易的事,卫星也有它自己所要遵守的条约,它要严格按照遵守联合国的《关于各国探索和利用包括月球和其它天体在内外层空间活动的原则条约》,简称《外层空间条约》,这个跳跃被广大国家一直遵守。

条约中有一条特别规定,为了和平探索和利用外层空间,凡是在太空进行活动的国家,就必须要将活动的性质、方法、地点及结果等信息上报给联合国秘书长、公众以及国际科学界。并且联合国秘书长接到这些信息以后,应该立刻将这这些信息如实公开。所以就算是军用卫星也都是要申报才能允许发射。

而且太空轨道可以说是一种国家的资源,有能力的几个国家将太空轨道“瓜分”了,让其变成自己的“私人轨道资源”,所以说每个国家的卫星都只在自己的地盘上运作,哪儿还有相撞一说呢?

理论上是会相撞的,但是实际上还没有一个相撞的。因为他们相撞的机会太低了。

同一方向不会相撞,后一个有加速度会相撞前面的,或者说前面速度慢下来,相撞后面的。相反方向同一轨道很可能相撞。

2009年2月10日,美国的一颗铱星卫星和俄罗斯的一颗废弃卫星在太空发生碰撞,这是历史上的首次人造卫星相撞事件。人造卫星在太空中飞行时,由万有引力提供向心力,由计算可以知道,同一轨道上向同一方向运行的卫星具有相同的线速度,不必担心同一轨道上的卫星会发生碰撞。2009年美俄卫星两颗卫星之所以相撞,是因为它们在不同的轨道上。并且轨道有交叉,碰撞恰好发生在两颗卫星都运行到交叉点上,这样的碰撞概率还是比较小的。

随着各国发射的卫星越来越多,卫星发生碰撞的概率会相应的提升,尤其是低轨道上的废弃卫星,其轨道高度会逐渐降低,且无法人为干预,这样的卫星就是一块巨大的太空垃圾,很可能威胁到其他卫星或飞船的正常飞行,向印度经常一次将几十个小卫星送上太空,这些小卫星很多运行了几天就成了太空垃圾,而且由于其个头小,难以追踪,印度的这种行为让很多国家大为恼火。卫星碰撞这种事情尽管发生的概率比较低,不过一旦发生了一次碰撞,就会产生大量的太空垃圾,其他卫星受到的威胁会陡增。

为了应对这一情况,一些国家成立了专门的太空垃圾监测机构,中国的国家天文台就有专门监测太空垃圾的国家航天局空间碎片监测与应用中心,另外各国卫星的发射也需要严格的审批,需要向国际电信联盟求得批准,胡乱发射卫星会引起公愤的。

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