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澳大利亞國立大學(xué)提出激光可以清除軌道上的太空垃圾

激光制造網(wǎng) 來源:網(wǎng)絡(luò)2021-05-19 我要評(píng)論(0 )   

自從人類開始向太空發(fā)射火箭以來,環(huán)繞地球飛行的垃圾數(shù)量一直在增加,以至于碎片損壞了衛(wèi)星或迫使空間站改變軌道?,F(xiàn)在,澳大利亞的研究人員想用激光來追蹤這些不規(guī)則...

自從人類開始向太空發(fā)射火箭以來,環(huán)繞地球飛行的垃圾數(shù)量一直在增加,以至于碎片損壞了衛(wèi)星或迫使空間站改變軌道?,F(xiàn)在,澳大利亞的研究人員想用激光來追蹤這些不規(guī)則的粒子,甚至在它們造成問題之前把它們推到一邊。

  

  堪培拉澳大利亞國立大學(xué)天文和天體物理研究學(xué)院的教授Celine D’orgeville說:“如果我們把這些碎片都留在太空中,最終它們會(huì)相互碰撞,產(chǎn)生滾雪球效應(yīng),產(chǎn)生更多的碎片?!薄暗侥硞€(gè)時(shí)候,在某些高度會(huì)有如此多的碎片,我們將無法再利用這些高度進(jìn)行人類活動(dòng)?!?br/>

  她說的是凱斯勒綜合癥,在2013年的電影《地心引力》中表現(xiàn)出戲劇性和夸張的效果。雖然它不太可能產(chǎn)生一系列劇烈的軌道碰撞,使國際空間站支離破碎,讓桑德拉·布洛克(Sandra Bullock)穿著太空服掉進(jìn)湖里,但太空垃圾會(huì)造成問題。美國國家航空和宇宙航行局表示,地球上有超過50萬塊碎片,從廢棄的衛(wèi)星到油漆碎片,它們以每小時(shí)17500英里的速度環(huán)繞地球飛行。

  D 'Orgeville和她的同事們提出,應(yīng)用自適應(yīng)光學(xué)技術(shù),一種廣泛應(yīng)用于天文學(xué)的技術(shù),來追蹤1到10厘米大小的更小的碎片,這些碎片很難看到。自適應(yīng)光學(xué)讓天文學(xué)家克服了由壓力和溫度變化引起的大氣湍流,這些變化使恒星閃爍。

  為此,天文學(xué)家通過望遠(yuǎn)鏡發(fā)射一束黃色激光束,創(chuàng)造了一顆激光引導(dǎo)星。光束擊中大氣中的一層鈉粒子,在湍流之上,然后反彈回來。光電探測器通過測量反射光束中的畸變來計(jì)算湍流量,然后指示變形鏡上的一系列執(zhí)行器對反射鏡的不同部分進(jìn)行推拉以補(bǔ)償畸變。這將極大地提高注意力。

  

  使用該系統(tǒng),D 'Orgeville和她的同事們可以向軌道上的漂浮物發(fā)射一系列紅外激光脈沖,以測量它們的位置和方向。如果沒有自適應(yīng)光學(xué),他們就不能很好地聚焦紅外激光來找到小物體。知道了碎片的路徑后,他們可以警告,比如說,一顆通訊衛(wèi)星稍微改變軌道以避免被擊中。

  但該團(tuán)隊(duì)想要走得更遠(yuǎn),用另一種激光把一些碎片推開。如果他們發(fā)現(xiàn)兩塊微小的太空垃圾即將相撞——這可能會(huì)導(dǎo)致更多更難追蹤的碎片——他們可以向其中一塊發(fā)射20千瓦的紅外激光。幾次發(fā)射后,來自激光的光壓足以將垃圾輕輕推到不同的軌道上。“它不會(huì)摧毀殘骸或其他東西,但至少你可以把它移開,”她說?!八晕覀兊南敕ㄊ茄舆t凱斯勒效應(yīng)?!?/p>

  如果他們真的想摧毀太空垃圾,他們可以把它推到較低的軌道上,直到它墜入大氣層并像流星一樣燃燒。但是如果阻止任何一種類似拉力的“牽引光束”的發(fā)展,激光很可能必須建立在太空中,在那里它可以更容易地把碎片推向地球。

  這個(gè)想法是由澳大利亞國立大學(xué)空間環(huán)境研究中心提出的,該中心的政府資金最近枯竭了,所以D 'Orgeville正在尋找新的資金來源來幫助她證明這一提議。所有的激光和自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備都可以在堪培拉外的斯特羅姆山天文臺(tái)使用。

  她還想安撫那些擔(dān)心她可能擊落空中飛機(jī)或摧毀昂貴政府衛(wèi)星的人。為了避免干擾天空和軌道交通,有相應(yīng)的規(guī)定,激光不具備那種沖擊力?!拔覀冸x破壞任何東西所需的能量還很遠(yuǎn),”她說?!拔覀冎皇窃诶脡毫Π衍壍烂看胃淖儙桌迕住!?/p>


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