那麼多衛星卻只發生過一次相撞事件,何以能夠躲避災難?

2020-08-21     科技數碼睿泙

原標題:那麼多衛星卻只發生過一次相撞事件,何以能夠躲避災難?

自1957年前蘇聯發射第一顆人造地球衛星以來,人類已向太空發射了接近一萬顆人造地球衛星。這些衛星有的已墜落到地球大氣層,留在太空的大約有5000顆,這其中的大多數也已停止工作成為太空垃圾,只有1000餘顆衛星還在繼續工作。

有時候看衛星在太空中的分布圖,會看到密密麻麻的一片。這時候有人會想,這麼多衛星在太空中,它們會不會撞在一起?這種想法目前看過於擔心了,衛星高速飛行的區域裡實際上非常空曠,空曠到什麼程度呢?可以進行一下簡單的計算。地球的表面積大約是5.1億平方千米,假設太空中存在的人造地球衛星數量為5000顆,即使將這些衛星平均分散在地球表面上,每10萬平方千米上才有一顆衛星,10萬平方千米大約相對於一個浙江省的面積了。更何況這些衛星的軌道半徑還要大於地球的半徑,並且軌道也有高、中、低之分。可以想像得出衛星運行的空間是多麼空曠了。

更何況,牛頓給出的萬有引力定律規定了在同一軌道上繞地球轉動的衛星,不論它們質量大小,都具有相同的線速度大小及繞地公轉周期。人們發射衛星的時候,往往要藉助地球自轉的線速度,這樣除了極個別的極地衛星,人造地球衛星基本是自西向東轉。這樣就保證了即使在同一軌道上運行的人造地球衛星,它們也是朝著一個方向以同樣的速率運動,不存在後面的衛星追上或撞上前面衛星的可能。

要使兩顆人造地球衛星在太空發生碰撞,需要滿足非常苛刻的條件。一是兩顆衛星的軌道不在同一平面上,並且兩軌道還要有交點;二是兩衛星恰好同時運動到了交點位置。由於太空是非常的空曠,故發生衛星相撞的機率是非常低的。不幸的是,這樣的事情還真的發生過一次。在2009年,美國的一顆正在服役的銥星衛星和俄羅斯的一顆已經廢棄的衛星在太空發生了撞擊,這是人類歷史上的第一次衛星相撞事件,撞擊製造出大量的碎片威脅著其他的衛星。

如果將各種細小的碎片考慮進去,太空中的人造物體遭到撞擊的機率要陡然提升。在設計太空人的太空衣時就要充分考慮被太空垃圾撞擊的可能,龐大的空間站也要做好隕石撞擊防護。國際空間站引以為傲的觀景窗就曾被細小的顆粒撞出一個直徑大約7毫米的「隕石坑」。這些小的顆粒不像衛星那樣,它們難以被人類追蹤,衛星、空間站也難以及時調整姿態或軌道躲避這樣的撞擊。若是兩顆能夠被人類追蹤到的衛星,發生這樣撞擊的可能性就要小多了。

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