@ 2015.05.26 , 10:17

国际空间站将安装激光武器

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NASA的研究人员认为围绕地球的低轨道上大概有3000吨的空间垃圾,包括废弃的卫星,火箭箭体,还有些是小块的碎片撞击在大空间垃圾上产生的碎屑,这些近地空间里的炮弹能以每小时36000公里的速度飞驰过我们头顶的天空。

太空垃圾第一次为人们所重视,是因为美国和苏联在上世纪六七十年代里争相发射卫星,这批卫星本来有产生了大量的火箭箭体垃圾,而随着使用逐渐逼近使用寿命,淘汰下来的卫星很多都没有得到善终(坠入大气层烧毁),于是一个个卫星与反卫星卫星就成为了真正的卫星杀手。近些年来随着世界各国探索太空热情高涨,伴着一颗颗卫星被送上太空,空间垃圾的问题也越发严重起来。其中特别令人头疼的是这么一类事件:小块的碎片撞击了飞行器(也可能就是大块的空间垃圾),溅射出一批小碎片,这些缺少空气阻力的碎片又一路高歌猛进撞击其他飞行器,产生的碎片又十万马力的继续冲下去,如此循环往复……画面太美简直不敢想。

大多数航天器外部的保护设施都可以承受直径一公分以下的小碎片的撞击,然而地面雷达和计算机模型的结果表明,现在的近地空间中大约有70万件大于一公分级别的碎片,虽然超过十公分的碎片就大到足以让天文学家观察到了,但是一公分和十公分之间大小的碎片还是难于识别和捕捉。

研究人员建议可以使用预定于2017年安装到国际空间站日本舱的极远宇宙空间观测站(EUSO)模块,帮助探测轨道上危险的碎片。高能的宇宙射线穿射过大气层的时候会产生紫外线,EUSO原本是用来探测这种紫外线效应的仪器,不过考虑到这台设备如此灵敏的探测能力当然也能用来做这种形而下的任务。

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至于探测之后的摧毁工作,就要交给另一个称为“相干放大网络激光”(CAN)的仪器了,CAN会将很多小的激光束汇聚成一束强激光发射出,从而达到短时间内可接受的毁伤效果。CAN正在进行针对高速粒子的优化工作。完成版的CAN有10万瓦特的紫外激光加持,每秒发射10000个脉冲,每个脉冲持续仅十亿分之一秒到十分之一秒,可于100公里外取废弃卫星之首级。激光将照射在碎片较薄的表面,瞬间气化的被照射部分就像一个小的助推器将太空碎片推离原有轨道并目送他们最终坠向大气层烧毁。

执行计划的科学家计划先在空间站上部署一个缩小版的验证系统,包括缩小版的EUSO和每秒发射100个脉冲的10瓦激光器。如果整个计划顺利,最终我们将看到两台在极地轨道运转的配备50万瓦特激光器的专用清扫卫星,据估计他们平均五分钟清理一件太空垃圾,每年可以清理10万件太空废弃物。

大部分空间碎片集中在离地面800公里的轨道上。研究人员认为,清扫卫星可以从1,000公里的轨道开始打扫,每个月下降10公里轨道。经过50个月,应该就可以把最令人头疼的500到1000公里轨道上的碎片清理完了。

本文译自 csmonitor,由译者 萝卜头 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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