歐空局(ESA)的一個(gè)科學(xué)家小組開發(fā)了一種利用激光精確跟蹤太空碎片的方法,即使在白天也能實(shí)現(xiàn)。利用特殊的望遠(yuǎn)鏡、探測(cè)器和調(diào)整為特定波長(zhǎng)的濾光器的組合,現(xiàn)在可以增加天空和激光照射物體之間的對(duì)比度,使后者可見。
在任何時(shí)刻,都有2000顆活躍的衛(wèi)星和3000顆不活躍的衛(wèi)星在地球軌道上運(yùn)行,還有大約100萬塊直徑超過一厘米的碎片。雖然它們發(fā)生碰撞的幾率很小,但每一塊太空垃圾都以超音速的速度繞著地球飛馳,一粒油漆斑點(diǎn)大小的碎片仍然可以造成和大威力步槍子彈一樣大的傷害。
由于這些原因,世界各國(guó)的太空機(jī)構(gòu)非常熱衷于繪制空間碎片圖,希望有朝一日能清理掉這些亂七八糟的東西,在此之前,避免對(duì)航天器造成損害。其中一種方法是使用衛(wèi)星激光測(cè)距(SLR),通過測(cè)量光脈沖擊中衛(wèi)星并返回所需的時(shí)間來精確定位和跟蹤碎片,從而可以預(yù)測(cè)其軌跡。
1964年,當(dāng)Beacon-B衛(wèi)星發(fā)射時(shí),首次展示了這項(xiàng)技術(shù),一年后又將其定位到幾米之內(nèi)。從那時(shí)起,這項(xiàng)技術(shù)有了很大的進(jìn)步,持續(xù)時(shí)間只有皮秒的激光脈沖可以追蹤衛(wèi)星到毫米以內(nèi)。
不幸的是,SLR需要一個(gè)特殊的反射器來將激光彈回地球站,而大多數(shù)碎片沒有這樣的東西,所以跟蹤者必須等待特定的時(shí)間向可疑的碎片發(fā)射激光。這是在碎片在陽光下環(huán)繞地球的極幾分鐘內(nèi),而SLR站處于黑暗中。如果物體進(jìn)入了地球的陰影中,或者是在白天,就不可能進(jìn)行追蹤。
不過,歐空局新的技術(shù)可能會(huì)改變這種情況。對(duì)于日光追蹤,配備了特殊濾光片和光子探測(cè)器的望遠(yuǎn)鏡能夠改變白天天空的對(duì)比度,以至于衛(wèi)星甚至昏暗的恒星都變得清晰可見。當(dāng)疑似碎片碎片的仰角超過15°時(shí),就會(huì)被安裝在SLR望遠(yuǎn)鏡上的20厘米(7.9英寸)跟蹤望遠(yuǎn)鏡接收到。通過使用特殊的軟件,SLR望遠(yuǎn)鏡可以對(duì)各種偏差進(jìn)行補(bǔ)償,并通過其反射的激光特征來追蹤該物體,收集足夠的數(shù)據(jù)來進(jìn)行精確的軌道預(yù)測(cè)。
到目前為止,已經(jīng)有40個(gè)碎片物體和亮度是肉眼能看到的恒星的1/10的天體在中午被觀測(cè)到。
“我們習(xí)慣于只有在夜間才能看到星星,用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)碎片也同樣如此,只是觀測(cè)低軌道物體的時(shí)間窗口要小得多?!睔W空局太空碎片辦公室負(fù)責(zé)人Tim Flohrer說?!袄眠@項(xiàng)新技術(shù),我們將有可能跟蹤以前‘看不見’的物體,這些物體一直潛伏在藍(lán)天中,這意味著我們可以整天用激光測(cè)距來支持避免碰撞?!?/p>
這項(xiàng)新技術(shù)發(fā)表在《自然-通訊》上。
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