有多少颗人造卫星在绕地球运行?对人类会造成怎样的影响?



有多少颗人造卫星在绕地球运行?对人类会造成怎样的影响?

文章图片

有多少颗人造卫星在绕地球运行?对人类会造成怎样的影响?

文章图片

有多少颗人造卫星在绕地球运行?对人类会造成怎样的影响?


可以肯定的是 , 这一数字正在快速增长!这将成为一个麻烦的问题 。
上图:环绕地球运行的卫星数量呈指数级增长 。
曾经 , 人造卫星在近地轨道(LEO)上非常罕见 。 在20世纪50年代太空时代的开端 , 只有少数几颗人造卫星在围绕着地球旋转 。 但现在 , 有成千上万颗卫星围绕着地球 , 还有更多的卫星正等着加入它们 。
那么 , 能有确切的数字吗?有多少卫星在绕地球轨道运行 , 又有多少卫星在不久的将来可能加入其中?一旦所有这些卫星都进入太空 , 它们可能会造成什么类型的问题?
1957年 , 苏联发射了世界上第一颗人造卫星Sputnik后 , 缓慢但稳定的人造卫星进入了近地轨道(LEO) , 直到2010年代 , 每年都有10到60颗卫星发射 。 但自那以后 , 这一速度飙升 , 2020年有1300多颗新卫星发射到 LEO , 2021年发射了1400多颗卫星 。 根据联合国的外层空间物体指数 , 截至2021年9月 , 近地轨道(LEO)总共有大约7500颗活跃的卫星 。
拥挤的市场
近地轨道(LEO)中的卫星数量 , 将在未来几十年继续以指数级的速度增长 , 该区域距地球最远可达1424英里(2000 公里) 。 这是因为 , 世界各国的私营公司正在建立自己的巨型星座 , 每个星座都包含数千颗单独的卫星 , 用于开发更快的在线网络并提供一系列其他服务 , 例如监测气候变化 。
上图:SpaceX的星座 。
不列颠哥伦比亚大学(University of British Columbia)的天文学家亚伦·博利(Aaron Boley)表示 , 现在这种活动增加的主要原因是成本下降 。 我们知道 , SpaceX、OneWeb、亚马逊和StarNet/GW(中国的卫星网络)已经提出了合计65000颗卫星的计划 , 包括他们的卫星项目的所有阶段 , 总共会有超过10万颗卫星被提出 。
2021年10月 , 甚至卢旺达也宣布了自己的巨型星座 , 名为“Cinnamon” , 可能包含32万颗卫星 。 目前 , 尚不清楚这个项目何时会成为现实 , 但卢旺达航天局(Rwanda Space Agency)在推特上表示 , 该国已请求启动该项目 。
然而 , 所有这些新卫星都伴随着一系列新问题 , 2021年5月由亚伦·博利共同领导的一项关于巨型星座的研究强调了这一点 , 该研究发表在《科学报告》杂志上 。
亚伦·博利说:“现实问题是 , 它会造成太空交通管理问题 , 它会加剧太空碎片的扩散 , 它会干扰天文学和观星 , 火箭发射和再入会造成大气污染 。 目前 , 我们仍在努力了解这些影响的程度 。 ”
空间交通和碎片
在未来的几十年里 , 随着越来越多的卫星被发射到轨道上 , 碰撞的数量和随之而来的空间碎片可能会飙升 。 近地轨道上已经有至少1.28亿个碎片 。 据伦敦自然历史博物馆(Natural History Museum)的数据 , 其中超过4英寸(10厘米)的碎片约有3.4万件 , 未来还会有更多 。
那么多卫星的安全运行将是一个重大挑战 。 在一个特定轨道上发生的事故 , 会产生大量的空间碎片 , 有可能影响到更大范围的轨道 。 而且 , 碰撞并不是太空垃圾的唯一来源 。 卫星在近地轨道长时间暴露在强烈的紫外线辐射下 , 也会损坏 。
空间碎片有可能对其他卫星以及其他航天器造成重大损害 。 2021年6月 , 国际空间站被一块碎片击中 , 在机器人手臂上扎了一个洞 。 幸运的是 , 空间站和里面的宇航员避免了任何重大损坏 。
最终 , 近地轨道卫星的数量可能会导致失控的碰撞链 , 将空间碎片分散到近地轨道周围 , 使我们无法发射新的火箭 。 这种可能性被称为“凯斯勒症候群”(Kessler Syndrome) , 许多天文学家担心 , 如果我们不能控制住太空碎片 , 这可能会阻止人类成为一个多星球物种 。
天文学家亚伦·博利解释道:“凯斯勒效应不会有一个明确的开始 。 相反 , 由于碎片生成和碎片清除率的不平衡 , 这是一个渐进的过渡 。 ”但他补充说 , 一些证据已经表明 , 为了避免凯斯勒症候群的发生 , 有必要主动清除 LEO 的碎片 。
上图:一个艺术家对凯斯勒综合症的描绘 。
然而 , 现实情况是 , 从近地轨道(LEO)上清除空间碎片 , 在后勤上是极具有挑战性 。 而且 , 目前仍然没有达成一致的清除方法 。

推荐阅读