地球衛星會相撞嗎
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地球衛星會相撞嗎,衛星發射升空後按照設計的固定軌道環繞地球運行。衛星分爲低軌道衛星、中軌道衛星和高軌道衛星,衛星之間的距離實際上非常遠。地球衛星會相撞嗎。
地球衛星會相撞嗎1
自人類第一顆人造地球衛星斯普特尼克號於1957年10月4日成功發射以來,人類已經發射了1000多顆人造地球衛星,這些人造衛星提供了大量數據,給我們的日常生活帶來了極大的便利,我們平常手機使用的定位就要感謝人造衛星的使用。大部分人在衛星在服役期滿之後便會受控墜入地球大氣燃燒殆盡,少數部件會墜落到地面;有少部分衛星在退役後會繼續圍繞地球旋轉,成爲一顆死亡的不受控人造衛星,但是人類還是會對其進行持續觀測防止意外發生。這些衛星大部分爲人類早期發射的衛星。上文中提到的斯普特尼克號在圍繞地球3個多月後墜入大氣層燒燬。
如今世界上有能力自主發射人造衛星的國家主要有美國、俄羅斯、中國、日本、印度、歐洲空間局等。雖然我們看不見,但是我們的頭頂上每天都會有人造衛星飛過,隨着衛星數量的增加,會不會發生衛星相撞的時間呢?
每一個衛星都有其特定的軌道,他們按照固定的速度繞地球運行。拿地球同步衛星來講,國際電信聯盟在早點分配軌道的時候規定每隔3°允許發射一顆衛星,但是隨着衛星的數量日益增加,現在這個數值已經壓縮到0.5°,也就是說一條地球同步軌道可容納衛星的最大數量爲720顆。0.5°雖然看起來數值極小,但是在35786千米的高空,兩顆衛星的距離還是很大的,足以保證其安全運行。而其他軌道“國際電信聯盟”也會對齊做出相應的安排,每個國家在發射衛星之前都會向這個組織發起軌道申請,國際電信聯盟會按照一定的規則分配相應的軌道(某些極特殊的情況除外)。所以說在正常情況下,兩顆正常運行的衛星相撞的可能性是極小的,幾乎可以忽略。
不僅國際電信聯盟會對人造衛星監控監測,各國的衛星控制中心也會對自己的衛星進行監測,特別是那些已經“死亡”的不受控衛星。一旦衛星在運行時存在與其他衛星有發生碰撞的可能,衛星控制中心內會提前發出預警,衛星會進行變軌機動防止這類事件發生。當然這會大大消耗衛星的燃料縮短衛星的使用壽命。
儘管人類會對人造衛星進行嚴密的監控,但是就像交通事故一樣,及時你遵守交通規則有時候也難免發生意外。在十年前也就是2019年2月,就發生了一樁衛星相撞的事件。美國銥星33號通信衛星與俄羅斯的宇宙2251號軍用通信衛星發生了人類歷史上第一次衛星相撞。有趣的是俄羅斯的這顆軍用通訊衛星在1997年便已經報廢,俄羅斯完全失去了對它的控制,而美國的衛星從設計之初就沒有配備機動系統,可以說美方也沒有能力控制他們的衛星。這兩顆衛星相撞之後產生的碎片除部分奔向地球進入大氣層燃燒之外,很大一部分會分散在地球軌道各處給其他衛星的安全帶來極大威脅。據估計這些碎片可能會在軌道內停留數十年到幾百年不等。
每一顆人造衛星都是因爲一些外界因素,導致其運行軌道產生細微變化。這些因素包括低空軌道稀薄的空氣、太陽風暴、地球質量不均勻導致的引力不均、其他天體的引力(主要是月球)、太空垃圾、隕石等等,如果不及時糾正便會導致衛星軌道更大的偏差。所以大多數人造衛星都自帶動力系統,用於軌道發生偏差時及時糾正。人造衛星攜帶燃料的數量也就成了其運行壽命的一個重要指標。對衛星的主要威脅還是漂浮在太空中的太空垃圾,主要是一些火箭發射之後的產生的碎片、推進器廢棄物等等,美國就曾在其航天飛機的表面檢查出一些細微的痕跡,這些痕跡便是太空垃圾的傑作。
地球衛星會相撞嗎2
衛星之間發生相撞的概率可以說非常低,低到即便有衛星失控,發生相撞的概率也幾乎不存在。1957年蘇聯發射第一顆人造地球衛星,截止到2020年末,這60多年間各國發射的地球衛星接近6000顆,當然目前仍在軌道運行的衛星只有2000顆左右。以往我們看到各國發射的衛星示意圖是下面這樣的。
那麼,這種示意圖準確嗎?並不準確,這只是一種效果圖而已,這種效果圖與人類製造的太空垃圾效果圖非常接近,而太空垃圾的總數量超過了100000件總質量超過了2000噸,與太空垃圾的數量相比,人造衛星的數量只是一個零頭。
爲什麼說衛星之間發生相撞的概率極低呢?
一、衛星的軌道是固定的而且各不相同。
衛星發射升空後並不是隨意運行,而是按照設計的固定軌道環繞地球運行。衛星分爲低軌道衛星、中軌道衛星和高軌道衛星,最低軌道的衛星距離地面只有100千米左右,而軌道最高的衛星距離地面高達30000公里以上,也就是地球同步軌道,衛星之間的距離實際上非常遠。
二、衛星繞地運行並不是集中在一條平行線。
地球是一個橢圓形球體,人類站在地球上會有上下之分,但到了太空中實際上並沒有上下之分。衛星環繞地球運行,並不是所有的衛星都集中在一條平行線上,而是可以360度環繞地球運行,這無形中增加了衛星繞地運行空間。
三、目前的衛星數量遠未達到飽和程度。
有一種說法稱:航天大國都在爭奪衛星軌道資源,這是個事實,不過目前爭奪的是最佳的軌道,而且所剩無幾,但衛星可以運行的軌道實際上還有很多。這就猶如看一場演唱會,前排位置效果最好,但坐在後面的也不是沒法看。不過最佳軌道並不是指離地面的高低,根據衛星任務不同,低軌道衛星不適合在高軌道運行,高軌道衛星同樣不適合在低軌道運行。
地球衛星的增加雖然是線性上漲趨勢,但未來會達到一個穩定的點,目前人類發射的衛星接近6000顆,在軌運行的`僅有2000顆左右,其他的大部分在達到使用壽命後會慢慢降低軌道直至落到地面。
雖然發射數量仍在上漲,但未來幾十年後報廢衛星的數量也會越來越多,太空衛星未來幾十年達到一個頂點後會逐步穩定下來,不會再出現大的波動,而這個頂點距飽和程度還有很遠。
地球衛星會相撞嗎3
人造衛星是會撞的,而且撞了基本上就是幾千個碎片灑在附近軌道上。
2009年的美俄衛星相撞,是首次有兩顆在軌衛星的碰撞事件。
衛星相撞時會解體成大量碎片,會發生類似《地心引力》裏碎片橫飛的場景,當空間中的航天器密度很大時,這些碎片又會與航天器碰撞產生新的碎片,形成正反饋過程,造成凱斯勒效應,最終使得空間失去利用價值。
一顆公交汽車大小的“退休”人造衛星很可能分解形成危險的太空垃圾雲,它在太空軌道分解,形成的大量殘骸碎片會釀成類似科幻電影《地心引力》中太空船遭受碰撞的悲劇。
威脅來自於9米寬的Envisat環境衛星,2012年它與地面工作人員失去聯繫,目前距離地面僅790公里。科學家認爲,如果150年之內這顆退休環境衛星仍在太空軌道,極有可能與其它人造衛星或者太空殘骸發生碰撞,將它返回地球的計劃不太現實,費用成本過高。
科學家評估稱,每年至少有兩個太空殘骸距離這顆退休衛星200米範圍之內,其它航天器必須離開它的太空軌道。
很可能與Envisat衛星碰撞會產生一系列連鎖反應,被稱爲“凱斯勒症候羣(Kessler Syndrome)”,形成的快速移動太空殘骸雲將導致更多碰撞事件。
科幻電影《地球引力》中,當兩位宇航員在國際空間站外側太空行走時遭遇了太空殘骸雲的碰撞。英國萊斯特大學太空研究中心主管喬治-弗瑞澤(George Fraser)教授說:“事實上Envisat衛星位於極軌道,是非常危險的,因爲它的軌道與許多衛星軌道交叉成直角。人們可以想像一下,在高速公路上行駛時經常冒出橫衝直撞的大型卡車,這將是非常危險的。”
英國萊斯特大學研究人員指出,如果Envisat衛星的高度區域充滿太空殘骸,未來其它太空航天器很難穿越。一份名爲《脫離軌道的Envisat衛星》研究報告指出,大約需要140公斤燃料移動Envisat衛星抵達自然返回地球的位置,但是這一計劃需要25年時間。
移動90公斤Envisat衛星接近地球的能量需要27億焦耳,相當於143.1公斤肼燃料。但是將這些燃料運送至軌道人造衛星是一個非常艱鉅的任務,平均每顆人造衛星發射成本爲上億英鎊,每公斤人造衛星成本大約數萬英鎊。
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