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太空碎片多少厘米

發布時間: 2023-02-17 22:58:50

A. 最大的垃圾場,其實就在我們頭頂上,人類該如何清理太空垃圾

自從蘇聯發射人類第一顆人造衛星斯普特尼克1號以來,全世界各國一共執行了超過4000次的發射任務,產生了大量的太空垃圾。

太空垃圾又名空間碎片,通常有以下幾種:

首先是失效的航天器,一些衛星在完成任務後,如果能通過技術手段進入「墳墓軌道」,也就是位於地球同步軌道平均高度350公里以上,用來儲存廢棄航天器的軌道,或者進入地球大氣層燒毀更完美,如果沒有採取這些措施,它就會滯留在軌道上成為太空垃圾,而這種失效的航天器是往往也是最大的太空垃圾。

第二種是火箭末級,將衛星送入軌道的火箭末級,完成星箭分離後,一般會漂浮在軌道上,雖然已經完成任務,但箭上的推進劑、高壓氣、電池一般都還沒有用完,這些東西隨時會引發火箭爆炸,變成更多的空間碎片。

還有的是已經發生爆炸或者出現碰撞事物的失效航天器,1991年12月底,俄羅斯的一顆失效衛星,宇宙1934號,就撞上了本國另一顆衛星宇宙926號,釋放出大量碎片,前者一分為二,後者零碎到無法跟隨。

另外還有一些航天器上的脫落的部件、油漆片,甚至是航天員出艙時不小心弄丟的工具包,還有從太空垃圾艙口噴出的冷凍尿液,這些,都屬於太空垃圾。

太空垃圾也有分類,大於10厘米的一般稱為大碎片,尺寸在1~10厘米的是危險碎片,小於1厘米的是小碎片。

所有這些太空垃圾主要分布在 近地軌道、地球同步軌道 。根據2019年1月份歐空局的調查數據來看,目前太空中的打水漂已經超過 3.4萬 個,危險的碎片高達 90萬 個,小碎片可能有 幾千萬 個,並且這個數據還在增長中。



太空垃圾一般在近地軌道上是以每秒7-8公里速度運行,在地球靜止軌道上則是以每秒3公里的速度運行,與此同時,航天器也同樣在高速運行,據計算,一塊10克重的太空垃圾撞上衛星,就相當於兩輛100公里/小時的 汽車 相撞,衛星會在1.5秒內被打穿或者直接擊毀。

到目前為止,已經發生過很多因為太空垃圾而引發的事故了。

2009年,在西伯利亞凍土帶上方800公里的太空中,俄羅斯的退役通訊衛星宇宙2251號和承擔電話中繼任務的銥星33號親密接觸,猛烈地撞擊把兩顆衛星變成了2100塊碎片,衛星殘骸甚至擴展成了一朵碎片雲,每塊碎片都可以摧毀一顆價值連城的人造衛星,兩年後,國際空間站不得不移動來避開碰撞留下的水平,2012年,和空間站擦身而過的碎片最近只有120米。

像這樣的事件發生的概率是3.7%,以此計算,每5~10年就會發生一次太空垃圾與航天器相撞的事件,到2020年可以達到每2年一次。

NASA顧問唐納德·凱斯勒在1978年提出過一個名叫凱斯勒綜合征的理論,這個理論認為,當近地軌道上的太空垃圾多到一定程度後,人造衛星和航天器經常被撞擊,進而又產生更多太空垃圾,形成惡性循環,最後使得發射航天器的工作不得不停止。人類目前離「凱斯勒綜合征」越來越近了。

凱斯勒向人類發出這個警告後,NASA就立即成立了軌道碎片項目組,跟蹤宇宙垃圾,對大大小小的太空垃圾進行監測。

目前也有很多科學家提出了清除太空垃圾的構想, 要麼將空間碎片放入太空中位置不那麼重要的棄置區,要麼就是有控制地將太空垃圾推入地球大氣層中燒毀。

棄置區是什麼?我曾經看到一種構想是這樣的,在靠近拉格朗日點的地方,也就是一個小物體在兩個大物體的引力作用下在空間中的一點,處於這個點上的小物體,相對於兩個大物體能基本保持靜止。這個小物體,就是太空垃圾。將太空垃圾放到這里,建一個「垃圾球」怎麼樣?

當然最理想,成本相對來說沒這么高的,還是將太空垃圾推入大氣層中。最近,我國的天津大學研發出一種新型連續體仿生機器人,據說可以跟隨火箭升空捕捉太空垃圾,它的身形近似於大象鼻子和章魚觸角,柔軟可伸縮,又可以有力地抓取物品,在視野盲區,機器人可以利用安裝在末端的攝像頭,繞過障礙物對目標進行抓取,看起來有望成為一名太空「捕手」。

英國薩里航天中心想出了一種用「魚叉」捕獲太空碎片的方法,當捕捉的目標碎片處於1.5米外時,航天器會發射一個小型「魚叉」,以每小時70公里的速度擊穿碎片,然後將其拖到大氣層中燃燒。

歐空局現在已經確定了一項2025年清理太空的發射任務,這將是史上第一次捕獲並處理軌道上太空垃圾的任務,計劃是製造一種特殊的衛星,「清潔太空-1」,這種衛星會用爪子抓牢太空垃圾,把它護送到較低的軌道,兩者一同進入大氣層同歸於盡。

至於效果如何?讓我們一起期待一下這項計劃吧。

這里是宇宙天文館,歡迎留言談論。

B. 太空安全對哪些領域有影響嗎

太空安全對以下這些領域有影響。

1、太空領域及其相關太空技術已經成為權力政治追逐的對象,各國競相爭奪,由是太空安全問題日趨嚴重:衛星頻軌資源短缺,尤其是地球靜止軌道越來越稀缺;太空碎片越來越多,影響航天器進出太空,以及在軌運行。

2、太空軍事化、武器化越來越明顯,不僅嚴重影響衛星在軌運行,而且嚴重影響國際戰略的穩定與平衡。為解決太空安全問題,需要國際社會從技術、法律等方面入手,拓寬衛星頻軌資源,公平的分配、利用頻軌資源;切實減緩太空碎片;防止太空武器化等。

3、政治軍事文化科技。載人航天事業是人類歷史上最為復雜的系統工程之它的發展取決於整個科技水平的發展。同時,它也影響這整個現代科學技術領域的發展,同時對於現代科學技術的各個領域提出了新的發展要求,從而可促進和推動整個科學技術的發展。

4、據美國公布的數據,目前太空有22000個直徑大於10厘米的碎片,而直徑較小的碎片則數以百萬計甚至億計。太空碎片數量龐大,增加了相互碰撞的幾率,並導致產生更多的碎片,直接威脅到航天器的安全,影響到人類探索與利用太空的活動。

C. 目前直徑大於10厘米的太空碎片有多少個

22000個

據美國公布的數據,目前太空有22000個直徑大於10厘米的碎片,而直徑較小的碎片則數以百萬計甚至億計。

近半個多世紀以來,人類對太空的探索取得了飛速發展。但在太空事務管理方面,國際社會的行動相對滯後。冷戰時期形成的處理太空事務的五個國際條約,即1967年的《外層空間條約》、1968年的《營救協定》、1972年的《責任公約》、1976年的《登記公約》和1984年的《月球協定》,強調要把太空作為“全球公地”,要以國際合作來確保太空安全,但它們是以軟法形式出現的,對國際太空行動體沒有強制性約束,從而留下了安全隱患。隨著科技進步,越來越多的國家和行為體走向太空。根據相關數據,世界上現有12個行為體可以獨立發射衛星,約60個行為體在太空擁有約1100顆航天器。航天器日益增多導致出現太空“公地悲劇”現象。 其一,太空碎片增多,威脅著太空環境安全。據美國公布的數據,目前太空有22000個直徑大於10厘米的碎片,而直徑較小的碎片則數以百萬計甚至億計。太空碎片數量龐大,增加了相互碰撞的幾率,並導致產生更多的碎片,直接威脅到航天器的安全,影響到人類探索與利用太空的活動。美國國家研究委員會(National Research Council)2011年9月公布的一份報告指出,經過計算機模擬,現在太空軌道垃圾的數量已經處於“臨界點”(tipping point),“增加了航天器失效的風險”。

其二,頻譜資源緊張,國際爭奪日益激烈。無線電頻譜資源理論上講是無窮的,但限於技術發展水平,人類目前所能利用的頻率上限為400GHz,而且實際操作中還無法有效使用到這個頻率上限,目前人造衛星所使用的頻率都低於60GHz。頻譜可用資源緊張引發了國際太空行為體對它的爭奪,其中對低於3GHz 頻率段的爭奪比較激烈,對7GHz-8GHz頻率段的爭奪非常激烈,因為該范圍的頻率多為地球同步軌道衛星所用。 其三,軌道資源緊張,“搶軌”導致諸多安全事故。太空雖然遼闊“無邊”,但並不能無限度地容納衛星,尤其是在距離地球36000公里遠的地球同步軌道上。由於該軌道的唯一性,“同步衛星的‘定點’已經成了稀缺資源,引發了國家之間以及一國的不同部門之間的競爭”。為爭取更多、更好的軌道資源,尤其是地球同步軌道資源,一些國家向國際電信聯盟申請了大量衛星頻率和軌道資源,結果出現了“紙面衛星”(paper satellites)現象,即這些國家名義上佔有了許多頻率和軌道,而實際上根本不可能在國際電信聯盟規定的5年期限內把衛星發射升空。此外,軌道資源緊張還引發了另外兩個重大安全問題。一個是無線電頻率干擾,太空數據協會(Space Data Association,SDA)2012年2月的一份報告指出,相鄰衛星之間的頻率相互干擾已成為無線電干擾的主要原因。另一個問題是衛星相撞,2009年2月俄美兩國的衛星發生碰撞,這是世界歷史上首次衛星相撞事故。

其四,太空軍事化與武器化構成了太空安全的最大威脅。太空軍事化與武器化已經成為不爭的事實,各國衛星被廣泛用於軍事目的,用來支持與強化本國的軍事作戰能力。美國為謀取太空霸權,利用現行國際太空法律及相關軍控條約的漏洞,大力研發、試驗和部署太空武器,並組建天軍。其他國家為應對美國的太空霸權,在國際社會無法達成新的太空軍控協議的情況下,也在發展太空軍備。如印度明確提出了要部署反衛星武器,“旨在對低軌道(距離地球表面2000公里)及靜止軌道衛星進行電子及物理破壞”。太空軍事化與武器化已嚴重威脅到全球戰略安全與穩定。事實上,太空技術的出現正是源於一些國家在核武器方面的競爭。 上述涉及太空安全的四個方面問題並非是同質的,前三個問題在一定程度上呈現出“自然”性特徵,而第四個問題則完全表現出“人為”性特徵。“自然”性特徵的問題可以通過技術發展來解決,而“人為”性特徵問題涉及國際政治斗爭,是一個比較難以解決的問題。目前,太空安全的“自然”性問題與“人為”性問題交織在一起,使太空安全問題日益復雜化。

D. 太空碎片目前直徑大於十厘米的太空碎片有多少個

太空碎片一般稱為太空垃圾。
太空垃圾包括廢棄的推進器、發射過程中脫落的組件、人造衛星碎片、漆片、粉塵,以及整個飛船殘骸等。
太空碎片的數量無法確定,但科學家估計,目前直徑大於10厘米的太空碎片不少於2萬個。如果加上更小的一些碎片,太空垃圾的總數估計超過30萬個。

E. 太空碎片數量呈什麼數量級增長

太空碎片數量呈指數級數量級增長。

自上世紀20世紀50年代進軍宇宙以來,人類已經發射了四千多次航天運載火箭。據不完全統計,在太空中毫米級以上的空間碎片數以億計,總數量達到幾千噸,而漆片和固體推進劑塵粒等微小顆粒個能數以百萬計。

截止2018年有,22000個據美國公布的數據,目前太空有22000個直徑大於10厘米的碎片,而直徑較小的碎片則數以百萬計甚至億計。

太空碎片數量龐大,增加了相互碰撞的幾率,並導致產生更多的碎片,直接威脅到航天器的安全,影響到人類探索與利用太空的活動。

美國國家研究委員會(National Research Council)2011年9月公布的一份報告指出,經過計算機模擬,現在太空軌道垃圾的數量已經處於「臨界點」(tipping point),「增加了航天器失效的風險」。

太空碎片數量的危害:

太空碎片若與運作中的人造衛星、載人飛船或國際空間站相撞,會危及到設備甚至宇航員的生命,據計算一塊直徑為10厘米的太空垃圾就可以將航天器完全摧毀,數毫米大小的太空垃圾就有可能使它們無法繼續工作。

F. 1厘米大小的太空碎片垃圾會對正在運行的航天器產生什麼影響

例如,大約有50萬塊1厘米至10厘米的碎片,還有1億多塊小於1厘米的碎片。這些碎片的存在嚴重影響了航天器的運行,包括國際空間站。空間碎片是由人類自己產生的。在美國和蘇聯的太空競賽期間,太空技術突飛猛進地發展,在軌道上留下了大量的廢物。

在動能方程中,速度的平方是一個非常大的數字,所以軌道上的物體有很大的能量,在每秒超過7公里的速度下,如果你撞到它們,後果將是可怕的。這樣的高速撞擊對航天器來說是毀滅性的,航天器沒有裝甲,它的一些設備和儀器都暴露在外面,一小塊碎片就可能是致命的。而航天器的儀器也很精密,足以承受這樣的打擊。例如,電影《地心引力》用極其逼真的特效描述了一顆俄羅斯衛星如何爆炸並產生大量的太空垃圾,在地球軌道上造成一系列的太空災難。

小編針對問題做得詳細解小編針對問題做得詳細解讀,希望對大家有所幫助,如果還有什麼問題可以在評論區給我留言,大家可以多多和我評論,如果哪裡有不對的地方,大家也可以多多和我互動交流,如果大家喜歡作者,大家也可以關注我哦,的點贊是對我最大的幫助,謝謝大家了。




G. 太空碎片目前大於10厘米的有多少

22000個。

截止2018年,據美國公布的數據,目前太空有22000個直徑大於10厘米的碎片,而直徑較小的碎片則數以百萬計甚至億計。

太空碎片數量龐大,增加了相互碰撞的幾率,並導致產生更多的碎片,直接威脅到航天器的安全,影響到人類探索與利用太空的活動。

美國國家研究委員會(National Research Council)2011年9月公布的一份報告指出,經過計算機模擬,現在太空軌道垃圾的數量已經處於「臨界點」(tipping point),「增加了航天器失效的風險」。

太空法

太空法是關於規范人類在太空活動的系列國際法的統稱,也是世界各國所普遍接受的作為對其和其公民在外層空間和其他星球上的活動作出規范的具有強制性的國際法規。

以上內容參考網路——太空法

H. 它是人類太空夢想的附屬品,太空碎片問題日趨嚴重,我們該怎麼做

首先我們來看一組數字:

從1957年太空時代開始以來的火箭發射次數:約5560(不含故障)

進入地球軌道的衛星數量:約9600顆

仍在太空中的衛星數量:約5500顆

仍在運行中的衛星數量:約2300顆

全球太空監視網路定期跟蹤並保存在其目錄中的碎片物體數量:約22300個

破碎、爆炸、碰撞或導致衛星破碎的異常事件次數:超過500次

地球軌道上所有人造物體的總質量:超過8800噸

通過統計模型估計的在軌碎片物體數量:

有34000個大於10厘米的物體

有90萬物體的尺寸大於1厘米但是小於10厘米

有1.28億個物體,處於1毫米到1厘米之間的尺寸

最近,我在思考太空碎片對人類的影響,看了上面的數據,相信大家與我一樣,非常震驚。有非常多的碎片正在地球軌道以很快的速度飛越,這些碎片可能像棒球一樣大,也可能像螺絲釘一樣小。我們無法控制它們,更無法把它們集中起來。隨著時間的流逝,它們可能會自行回到地球的大氣層中,大部分太空碎片都會,但是在這之前我們不能無動於衷。

隨著1957年蘇聯人造衛星的發射,人類開始了新的太空時代。這是人類的新紀元,可是在人類追逐太空夢想的時候,一個問題隨著時間增加也越來越明顯起來。不活動的衛星,運載火箭的上層,火箭分離中遺留下來的廢棄碎片,甚至是一些凍結的小冰晶和微小的油漆斑點都會在地球軌道上高速運行。而且更關鍵的是,無論多麼小的太空碎片,當一塊與另一塊碰撞時,就會釋放出更多碎片。在未來,太空碎片的數量只可能增加,太空碎片重入大氣層的速度遠遠比不上人類太空任務的進展速度。

軌道上有數以億計的1厘米左右大小的太空碎片,它們在低地球軌道上會以每秒7公里的速度飛越。在這樣的速度下,就算是一小團從火箭剝落的油漆也會造成重大問題,威脅空間站和衛星的運行。這樣速度的太空碎片不僅會直接擊穿諸如空間站太陽能電池結構或宇航員居住模塊等關鍵部件,更重要的問題是兩塊太空碎片相撞還會產生數百甚至上千塊新的太空碎片。

在過去的五十年中,平均每天都有幾塊碎片會落到地球上,大部分碎片在到達地面之前都會在大氣層中燃燒殆盡,而其他的沒有被完全燃燒的碎片經常會落入海洋中,這是因為海洋約佔地球表面的70%。所以我們從科學家的模型報告中得知,目前還沒有發現什麼太空碎片造成了重大損失。

可以說人類追逐太空夢想的附屬品就是太空碎片,我經常想到一個問題,人類已經污染了地球,難道還要污染太空軌道環境,月球甚至火星嗎?現在看來事實確實是這樣的,月球表面也有180多噸的太空碎片,和地球軌道一樣,這些碎片也都是衛星或者一些航天器的產物。實現太空夢想最關鍵的一點就是可持續發展,如果太空軌道有太多碎片,那未來我們的衛星和火箭還怎麼運行?

我們不能讓這樣的事情發生,所以一些國家創建了一個太空軌道監視網路。現在的一些地面望遠鏡也會跟蹤較大塊的太空碎片,以免與正在運行的衛星或飛船相撞,較大的太空碎片如果撞擊航天器帶來的效果是毀滅性的。未來會有更多全天候觀察太空碎片的地面望遠鏡,許多國家也會針對太空碎片問題達成共識。

有科學家根據目前的發射頻率繪制了未來200年的太空碎片模型,在未來的200年裡,如果按照現在的發射頻率,直徑超過20厘米的碎片將增加1.5倍,10厘米到20厘米之間的太空碎片將增加3.2倍,小於10厘米的碎片將增長13到20倍。越小的碎片,成長的倍數更高,更糟糕的是未來的太空發射任務不會按照現在的頻率,太空任務只會更多。

我們現在不能停止發射任務,因為隨著碎片之間的級聯效應不斷加劇,整個軌道碎片的數量還是會繼續增長。另外我們也越來越依賴於上方不斷增加的衛星群。它們不僅對科學來說是無價的,對於通訊,導航,天氣預報等等生活應用也做出了很大的貢獻。因此,我們只有一個辦法,那就是可以主動清除太空碎片,而不僅僅是觀察預測太空碎片的軌道,然後讓衛星避開。

在清除太空碎片方面,科學家們有很多不同的方法,我們會從現實出發,來看科學家們的「清理藝術」。首先我們將要看到的是一個在2024年開始執行的任務ClearSpace-1,ClearSpace-1是一個很有趣的任務。該任務由歐洲宇航局資助,歐洲宇航局與一家初創公司合作,目的是幫助建立一個新的航天市場,進行軌道衛星維修以及太空碎片的清除任務。

ClearSpace-1任務的目標是乘坐Vega火箭進入軌道,然後其自身攜帶的定位系統和太空碎片資料庫會讓ClearSpace航天器尋找到距離最近的太空碎片。接近太空碎片後,歐洲宇航局會像ClearSpace航天器發送指令,使用其四個機械臂結構「抱住」太空碎片,之後ClearSpace會跟隨太空碎片一起進入大氣層,一起被燒毀。

在未來幾年中,衛星的數量將增加一個數量級,多個巨型互聯網衛星陣列將會在地球的不同軌道上運行,這些衛星不僅會處於危險之中,而且這些衛星也會成為一個危險。很明顯,需要更多太空碎片清理計劃才能保持軌道的整潔。

除了擁抱太空碎片同生死的ClearSpace-1航天器之外,英國的科學家們也想到了一個幫助太空碎片重入大氣層的方法。科學家們已經用航天器發射了兩顆模擬太空碎片,之後航天器會發射一種網結構的航天器捕獲太空碎片,捕獲太空碎片之後,這顆衛星會發射一種結構,推動改變模擬太空碎片的軌道並重入大氣層。這是一顆名為RemoveDEBRIS的航天器,這顆衛星和ClearSpace一樣,也擁有推進系統。

其實單純使用網結構也可以幫助太空碎片降低行進速度,減少它的威脅性,但是為了解決根本問題,科學家們改變了原來只捕獲不重入大氣的計劃。雖然未來ClearSpace可以更加小型化,節約成本,但是其實RemoveDEBRIS的這種網或者助推結構的成本是較低的,成本低廉也會幫助該計劃早日大規模使用。

我們看到的這兩種方案其實都已經經過了測試,看起來很簡單,但是實際上這些清潔工衛星是麻雀雖小,五臟俱全。未來RemoveDEBRIS系統會在距地球300公里以上的地方工作,它的第一個任務將著手捕獲一顆小衛星。RemoveDEBRIS具有深度視覺攝像頭,這顆攝像頭可以捕獲高速物體,還可以以更快速度繪制太空碎片的模型並傳回地球,它還可以在0.3秒的時間內發射網結構。

如果進一步測試同樣成功,那麼RemoveDEBRIS和ClearSpace將成為未來非常有前景的太空碎片清理任務之一。現在太空 探索 的主要服務覆蓋面還是不夠廣,目前只有發射業務,載人航天業務和互聯網衛星架設等幾個。未來會有更多的負責清理太空碎片的衛星進入太空執行任務,清理太空碎片在未來也許會成為太空 探索 領域的主營服務之一。

展望未來,隨著科學技術的不斷發展,會有更多的軌道清理技術出現,比如基於激光衛星的太空碎片清理技術。激光衛星可以利用其自帶的推進引擎,在靠近太空碎片的時候使用激光直接融毀太空碎片。激光衛星與武裝軍事衛星是不一樣的,在激光的參數方面會有嚴格限制,在觀察高速物體方面也會有差距,而且激光衛星也不會有類似熱成像的功能。

未來的太空任務會越來越多,隨著太空發射任務越來越頻繁,一些太空公司也注意到了太空碎片的問題。所以一些公司的衛星會配備額外的推進引擎,平時這些引擎是不會工作的,但是等到衛星壽終正寢之後,單獨的電源管理系統就會運作,幫助霍爾引擎加速衛星重入大氣層進行自毀操作。

主動消除太空碎片是未來的趨勢,但是一些企業的責任心更重要,地球軌道其實也可以被當做地球的一部分,污染了軌道就是污染了地球。未來太空企業的責任心可以幫助太空碎片清理公司著眼更長遠的未來,他們不用為地球軌道擔心,而是需要為火星軌道碎片擔心。我突然想到了卡西尼號土星探測器,卡西尼號土星探測器在任務結束後向土星大氣墜落,被銷毀在了土星的大氣層中。這是因為航天器上可能攜帶的生命會污染土星軌道,也是為了土星軌道的整潔。

科學的進步與發展,更需要的是人類的責任心與長遠目光。

I. 太空的安全威脅有哪些

1.航天器2.太空環境3.太空人員

4.航空器5.太空設施

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