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軍工航天新聞

人類首次在白天對空間碎片進行激光檢測

星之球科技 來源:科技領航人2020-08-06 我要評論(0 )   

地球上的激光用於(yu) 測量上方高處的空間碎片的位置,提供有關(guan) 如何避免空間碰撞的重要信息。迄今為(wei) 止,該技術一直存在致命缺陷。圖注:ESA的光學地麵站(OGS)發出了可見的...

地球上的激光用於(yu) 測量上方高處的空間碎片的位置,提供有關(guan) 如何避免空間碰撞的重要信息。迄今為(wei) 止,該技術一直存在致命缺陷。

圖注:ESA的光學地麵站(OGS)發出了可見的綠色激光。 OGS是泰德天文台的一部分,它位於(yu) 特內(nei) 裏費島火山島上海拔2400 m,用於(yu) 開發空間以及空間碎片和近地天體(ti) 測量和量子通信實驗的光通信係統。

一段時間以來,激光隻能用於(yu) 在幾小時的黃昏期間測量太空碎片的距離,此時地球上的“激光測距”站處於(yu) 黑暗中,但高空的碎片仍在沐浴在太陽的最後一縷光線中。

就像在夜晚人們(men) 能清晰看到月亮一樣,從(cong) 黑暗的有利位置反射太陽光時,更容易發現太空碎片。

但是,由於(yu) 碎片物體(ti) 離地球太近了,因此隻有一個(ge) 小窗口可以照亮它們(men) ,但地球上的觀察者卻沒有。

現在,最近的一項研究證明,在日光充足的情況下,確實有可能使用激光確定從(cong) 地球表麵到碎片的距離。這種新的激光測距方法將有助於(yu) 改善對碎片物體(ti) 的軌道預測,從(cong) 而大大增加進行觀測的時間並保證有用的航天器的安全。

通過使用特定波長的望遠鏡,檢測器和濾光器的特殊組合,研究人員發現實際上可以增加物體(ti) 相對於(yu) 日光天空的對比度,從(cong) 而露出先前隱藏在普通視線中的物體(ti) 。

“我們(men) 習(xi) 慣於(yu) 隻能在夜晚看到星星,這同樣適用於(yu) 用望遠鏡觀察碎片,除了觀察小軌道物體(ti) 的時間窗口要小得多,”歐洲航天局局長蒂姆·弗洛勒(Tim Flohrer)解釋說。

“使用這項新技術,將有可能追蹤以前潛伏在藍天中的'不可見'物體(ti) ,這意味著我們(men) 可以全天使用激光測距技術來支持有用的航天器避免碰撞。”

我們(men) 的星球籠罩在碎片的麵紗中——先前的太空發射,在軌爆炸和碰撞遺留下來的數百萬(wan) 個(ge) 小但危險的碎片。

它們(men) 由成百上千個(ge) 已經失靈或被拋棄、在不受控製的太空中飛行的整個(ge) 失靈的航天器和火箭所組成。

即使是毫米級的碎片(每秒移動約七公裏)也可能在撞擊時損壞衛星,但與(yu) 一艘死飛船或大型碎片的碰撞可能會(hui) 完全破壞正在運行的任務。

圖注:利用地麵光學,雷達和激光技術以及在軌測量儀(yi) 器的未來空間碎片監視係統的概念。

因此,了解碎片的位置很重要,這樣我們(men) 才能避免它們(men) ——但是獲取這些信息並不容易。

激光測距是一項非常完善的技術,它使用地球上的激光將光脈衝(chong) 發送到帶有反射鏡的衛星。

通過測量信號返回地球上望遠鏡所需的時間(稱為(wei) “雙向傳(chuan) 播時間”),可以精確確定到衛星的距離。

不幸的是,很少有衛星帶有“後向反射器”,可以使光容易反射並返回地球。確定距此類物體(ti) 的距離僅(jin) 在幾年前就已進行了證明,相關(guan) 技術的發展也在迅速發展。

圖注:ESA的光學地麵站(OGS)位於(yu) 火山特內(nei) 裏費島上,海拔2400米。

在最近的測試中,使用新技術觀察到了40種不同的碎片物體(ti) (並且其恒星的暗度大約是用肉眼可以看到的碎片的十倍),

在中午第一次觀察到藍天襯托地球上方的碎片–這是以前不可能做到的。

“我們(men) 希望這些結果將在不久的將來顯著增加碎片觀察的時間,”奧地利科學院的邁克爾·斯坦多佛(Michael Steindorfer)解釋說。

“最終,這意味著我們(men) 將更好地了解殘骸的數量,從(cong) 而使我們(men) 能夠更好地保護歐洲的太空基礎設施”。

此類技術的進一步開發是歐空局(ESA)太空安全計劃的核心目標,其中包括建立空間碎片激光測距站網絡。

ESA著名的加那利群島光學地麵站旁邊的一個(ge) 新激光站正在等待部署,它將作為(wei) 激光測距技術以及開發網絡概念的“試驗台”。


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