俄航署宣布,計劃將一個(ge) 三米光學望遠鏡改造成激光炮來清理太空垃圾。
該激光炮產(chan) 生的激光束必須足夠強大,要能夠加熱至少160公裏(100英裏)外近地軌道上的物體(ti) 。圖片來源: about the Space/ Adrian Mann
這個(ge) 激光炮與(yu) 《星球大戰》中的死星上的激光炮並不完全相同,是俄羅斯聯邦航天局計劃建造一門激光炮來清理近地軌道上的太空垃圾,每次能清理一塊垃圾。作為(wei) 俄羅斯聯邦航天局的一個(ge) 分支,研究與(yu) 生產(chan) 公司精密係統公司(the Research-and-Production Corporation Precision Systems)的科學家旨在將一門巨型激光炮安裝在一個(ge) 三米光學望遠鏡上。這台激光炮將配備一個(ge) 精心設計的機械裝置,並連接至望遠鏡,利用一係列反射鏡、一個(ge) 石英閃光管和一個(ge) 固態發電機電源產(chan) 生一束強大的激光束,足以蒸發漂浮在太空中的金屬碎片。
圖解:圖為(wei) 《星球大戰》中的死星,被稱為(wei) “終極武器”,可以通過凹陷部分發射激光炮,能夠摧毀整個(ge) 行星。圖片來源:Google
這台望遠鏡已經在研製中,其主要目的是監測衛星和漂浮在地球表麵160至2000公裏之間任何潛在的危險太空垃圾。美國宇航局估計,在近地軌道上有超過50萬(wan) 塊彈珠大小或更大的太空垃圾,它們(men) 的飛行速度可達每小時28164公裏。這些垃圾碎片來自廢棄衛星、空間站或太空物體(ti) 碰撞。隨著國際空間站(ISS)和更多的衛星送入近地軌道,這些垃圾碎片可能會(hui) 構成重大威脅。它們(men) 還可能突破大氣層,飛向地麵,對我們(men) 足以說明是一種潛在的危險。
圖解:俄羅斯的火星-500建築的三維規劃,是基於(yu) 地麵的試驗以補充基於(yu) 國際空間站的試驗 - 用於(yu) 準備一個(ge) 載人火星任務。
有許多先例凸顯了太空碎片的危險性。如1978年1月,前蘇聯偵(zhen) 察衛星重返加拿大上空地球大氣層時的科斯莫斯(Kosmos)-954事件;在重返地球的過程中,該衛星分裂成更小的碎片,並將放射性物質拋灑在約124000平方公裏(47877平方英裏)的陸地上。此外,2016年4月,國際空間站的一塊玻璃麵板上的一處缺口被認為(wei) 是由一小塊太空碎片撞擊造成,該碎片可能是一片油漆碎片或一小塊金屬碎片。如果不是四層玻璃,後果不堪設想。
圖解:國際空間站,發現號航天飛機攝於(yu) 2011年3月7日
由於(yu) 這些原因,太空垃圾及其處置問題對美國宇航局、歐空局和俄羅斯聯邦航天局等組織來說變得更加重要。此前,有人建議設置一個(ge) 巨大的太空網和太陽帆,將碎片推出其當前軌道,以清除太空垃圾。“巨型激光加農(nong) 炮”的想法是一個(ge) 有趣的概念,因為(wei) 它需要在其他儀(yi) 器概念中安裝一個(ge) 固態發電機,才能將這一科幻想法變為(wei) 現實。
圖解:太空垃圾的分布示意圖。其中有兩(liang) 個(ge) 主要的分布帶:位於(yu) 地球靜止軌道上的環狀帶及位於(yu) 近地軌道上的雲(yun) 狀帶。
這種被增強的光會(hui) 在望遠鏡的反射鏡上反彈,直到產(chan) 生一束強大的激光束,這束激光可以通過一種叫做“激光燒蝕”的過程清除太空碎片。這通常用於(yu) 從(cong) 金屬或工業(ye) 化合物中去除材料層。然而,在這種新技術的情況下,這種激光束可以將空間碎片加熱極高的溫度,將其蒸發至灰飛煙滅。
相關(guan) 知識
國際空間站是一個(ge) 在近地軌道上運行的科研設施,是人類曆史上第九個(ge) 載人的空間站。空間站的主要功能是作為(wei) 在微重力環境下的研究實驗室,研究領域包括生物學、物理學、天文學、地理學、氣象學等,當前由六個(ge) 國家或地區合作運轉,包括美國國家航空航天局、俄羅斯聯邦航天局、日本宇宙航空研究開發機構、加拿大航天局、巴西航天局和歐洲空間局。
圖解:在STS-126中丟(diu) 失的工具包(畫麵正中)。
太空垃圾(space debris或space junk),是指在繞地球軌道上運行,但不具備任何用途的各種人造物體(ti) 。這些物體(ti) 小到固態火箭的燃燒殘渣,大到在發射後被遺棄的多級火箭。它們(men) 有撞擊其它航天器的風險,某些太空垃圾在返回大氣層時也會(hui) 對地麵安全造成威脅。
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