地球的外層到底有多少碎片?在未來,星鏈衛星會佈滿夜空嗎?

我們正被碎片包圍,誰來負責外層太空的秩序與環境?

重要的不是你的鐳射有多大,而在於你會如何使用它。太空法是打擊空間碎片的重要組成部分。

圖解:地球外層太空的衛星包圍圖像

圖解:地球外層太空的衛星包圍圖像

太空正變得擁擠。有超過1億塊微小的碎片在地球軌道上旋轉,同時有數萬塊較大的碎片和約3300顆正在運行的衛星。

讓天文學家感到憤怒,也讓休閒的觀天者感到困惑的是像 「星聯 「這樣的大型衛星星座正變得越來越普遍,。在未來的十年裡,我們可能會看到比迄今為止所有歷史上發射的衛星還要多得多的衛星。

軌道上的物體之間的碰撞變得越發常見和難以避免。最近澳大利亞的電子光學系統公司(EOS)提出了幾項使空間碎片脫離危險的技術,他們計劃使用一對地面鐳射器來追蹤碎片,並 「推動 「其遠離潛在的碰撞,甚至完全脫離軌道。

對於這樣的工具,在未來幾年中將會有很大的需求。但是,除了新技術之外,我們還需要研究出監管太空活動的最佳方法,並決定誰對其負責。

積極清除雜物

積極清除雜物

圖解:Astroscale的ELSA系統將使用磁鐵來捕獲空間碎片。(圖片來源: Astroscale)

EOS的鐳射系統只是過去十年中提出的一系列 「主動清除碎片「(ADR)技術之一。其他技術還包括了帆、觸角、網、爪子、魚叉、磁鐵和泡沫。

除澳大利亞之外,日本的Astroscale公司目前正在測試其ELSA系統,該系統使用磁鐵捕捉碎片。英國的RemoveDEBRIS項目一直在試驗用網和魚叉。歐洲航天局(ESA)正進行各種與碎片有關的任務,包括ClearSpace-1 「太空爪「,旨在抓住一塊碎片並將其拖到較低的軌道,在那裡爪子和它捕獲的獵物將在一個火熱的擁抱中結束它們的生命。

險情正變得越來越普遍

空間碎片構成了一些非常真實的威脅,也間接導致了對ADR技術的興趣正在迅速增長。歐空局估計,目前有1。28億塊小於1釐米的碎片,約90萬塊長度為1-10釐米的碎片,以及約3。4萬塊大於10釐米的碎片在地球軌道上。

鑑於空間物體的高速運動,任何碰撞–與碎片或 「活 「衛星的碰撞–都可能產生成千上萬的碎片。這些可能會產生更多的碰撞和更多的碎片,可能會引發被稱為 「凱斯勒效應 「的碎片的指數式增長。最終,我們可能會看到地球周圍出現一個 「碎片帶「,使進入太空變得更難。

最近一段時間,我們已經看到了太空中的幾次「瀕臨碰撞「。2020年1月下旬,我們只能無助地看著兩顆「死亡 「衛星–IRAS和GGSE-4–在距離對方几米的範圍內經過。美國宇航局在計算出與碎片碰撞的風險高於正常值時,通常會移動國際空間站的位置。

更多的衛星,更多的風險

更多的衛星,更多的風險

隨著更多衛星群的發射,空間碎片的問題變得尤為緊迫。2019年,歐空局將其一顆地球觀測衛星送上了一個小彎道,以避免與SpaceX的一顆Starlink衛星發生碰撞的高度可能性。

就在過去的幾天裡,「一網 「和 「星聯 「的衛星危險地接近了碰撞。如果幾家大公司每天宣傳的計劃得以實現,未來幾年發射到太空的物體數量將達到1957年第一個人造物體(斯普特尼克1號)被送入軌道後的60年間發射的總數量,達到10倍之多。

圖解:SpaceX的Starlink星座的衛星在未來幾年將成為夜空中越來越常見的景象。(圖源:Marco Langbroek via SatTrackBlog)

太空法可以提供幫助

任何緩解空間碎片問題的可行技術都應該被徹底探索。同時,積極清除碎片也將引起政治和法律問題。

太空是一個超越國家管轄的區域。就像公海一樣,太空是通過國際法管理的。1967年的《外層太空條約》和隨後的其他四個國際條約規定了一個框架和關鍵原則,以指導負責任的行為。

雖然工程師們可能設想到了漁網和魚叉,但國際法對有志於太空 「海盜 「的人來說是個壞訊息。任何太空物體或其中的一部分,無論它是否有功能,都在 「登記國 「的管轄之下。

根據國際法,捕獲、偏轉或干擾一塊碎片將構成 「國家在外層太空的活動「,這意味著授權或同意ADR操作的國家有國際法律責任,即使該行動由一傢俬人公司進行。此外,如果出了問題(如我們所知,空間是硬的),根據適用的條約,責任制度適用於 「發射國「,包括了那些參與發射ADR飛行器的國家。

軌道的規則

除了法律上的技術問題之外,清除碎片還涉及了諸多複雜的政策、地理政治、經濟和社會挑戰。例如:誰有責任來清除廢墟?誰應該付錢?非航天國家在討論中擁有什麼權利?哪些碎片又應作為遺產被保存下來?

如果一個國家發展了清除或偏轉空間碎片的能力,我們怎麼能確定他們不會用它來清除或偏轉另一個國家的 「活 「衛星?

專家們正在努力認識和確定適當的監管 「改到規則「。聯合國和平利用外層空間委員會(COPUOS)處理空間治理問題,多年來它的議程上一直有 「與空間碎片減緩和補救措施有關的法律機制「。有一些已經被廣泛接受,實用的碎片減緩,以及空間活動長期可持續性的準則,但與此同時,每個提議的解決方案都會帶來其他問題。

最終,任何碎片補救活動都需要每個相關方之間通過談判達成協議,以確保這些法律和其他問題得到解決。最終,我們可能會看到一個標準化的程序出現,並與國際空間交通管理系統協調。

如果我們想要確保人類的未來良好發展,確保空間活動能夠長期可行變得尤為重要。開發新的碎片清除方法,以及使其可用的法律框架,是找到與我們的星球共存的方法和促進空間的持續安全、保障和可持續性的重要步驟。

BY:Steven Freeland,FY:秋白

如有相關內容侵權,請在作品發佈後聯繫作者刪除

選文:天文志願文章組-

翻譯:天文志願文章組-秋白

審核:天文志願文章組-

終審:天文志願文章組-零度星系

排版:天文志願文章組-零度星系

美觀:天文志願文章組-

參考資料

1.維基百科全書

2.天文學名詞

3.原文來自:https://www.space.com/space-junk-lasers-space-law-questions

注意:所有資訊資料龐大,難免出現錯誤,還請各位讀者海涵以及歡迎斧正.

相關文章

用於多功能液滴內粒子操縱的聲流體黑洞

用於多功能液滴內粒子操縱的聲流體黑洞

歡迎課題組投遞中文宣傳稿,投稿方式見文末 撰稿|鄭江坡 導讀 聲學黑洞為各種應用提供了減慢和捕獲聲波的卓越能力,如超結構,能量收集,振動和噪...

用量子力學解析大腦的臨界性

用量子力學解析大腦的臨界性

大腦是最神秘的「機器」之一。過往的神經科學研究已經表明,大腦中的生物神經網路可以自我組織到一種臨界狀態。 在這個臨界點上,神經元的網路足夠穩...

用量子力學解析大腦的臨界性

用量子力學解析大腦的臨界性

大腦是最神秘的「機器」之一。過往的神經科學研究已經表明,大腦中的生物神經網路可以自我組織到一種臨界狀態。 在這個臨界點上,神經元的網路足夠穩...