奧地利科學(xué)院空間研究所的研究人員開發(fā)了一種技術(shù)，利用激光可以在白天測量空間碎片的位置。

顯示繞地球軌道空間碎片分布的計(jì)算機(jī)圖像。

圖片：歐空局

由于一項(xiàng)新技術(shù)，激光可以在白天發(fā)現(xiàn)這些潛在的危險(xiǎn)物體，我們有效探測空間碎片的能力有了重大的飛躍。

奧地利科學(xué)院空間研究所的研究人員開發(fā)了一種技術(shù)，利用這種技術(shù)，激光可以在白天條件下測量空間碎片的位置。這一史無前例的成就的細(xì)節(jié)發(fā)表在《自然通訊》上。

在此之前，激光只能在黃昏時(shí)探測太空垃圾，因?yàn)榈孛嬲具M(jìn)入黑暗，地平線附近的物體仍被太陽光線照亮。這一小小的機(jī)會(huì)窗口極大地減少了搜索和描述這些軌道物體的可用時(shí)間，而這些軌道物體可能威脅到至關(guān)重要的衛(wèi)星。

歐空局空間碎片辦公室主任蒂姆·弗洛勒（Tim Flohrer）在一份歐空局新聞稿中解釋說：“我們已經(jīng)習(xí)慣了只能在夜間看到星星的想法，用望遠(yuǎn)鏡觀察碎片也是如此，只是觀察低軌道物體的時(shí)間窗要小得多?！薄！笆褂眠@項(xiàng)新技術(shù)，跟蹤將成為可能以前潛伏在藍(lán)天中的‘隱形’物體，這意味著我們可以一整天都使用激光測距來支持避免碰撞?！?/p>

一個(gè)可見的綠色激光從歐空局的光學(xué)地面站(OGS)發(fā)光。圖片：丹尼爾·洛佩茲

事實(shí)上，我們盡可能多地記錄太空垃圾以減少太空碰撞是至關(guān)重要的。據(jù)估計(jì)，目前有3.4000個(gè)大于3.9英寸（10厘米）的物體正在繞地球運(yùn)行，還有數(shù)以百萬計(jì)的更小的物體，如航天器碎片、油漆碎片、火箭部件和其他被丟棄或丟失的漂浮和噴射物。即使是直徑為幾毫米的物體也會(huì)對(duì)衛(wèi)星和航天器構(gòu)成威脅，因?yàn)榻剀壍赖乃俣瓤梢赃_(dá)到每秒6英里(10公里/秒）。

根據(jù)空間研究所的一份新聞稿，雷達(dá)可以追蹤超過3.9英寸的物體，但還不足以管理空間交通。另一方面，激光器可以更精確地跟蹤類似大小的物體，精確度接近1米。該系統(tǒng)的工作原理是將激光從太空中的物體上彈跳，然后在地面站接收反射信號(hào)，使科學(xué)家能夠確定距離。

這項(xiàng)新技術(shù)與傳統(tǒng)方法的不同之處在于，它可以在白天跟蹤物體，它可以使用望遠(yuǎn)鏡、光偏轉(zhuǎn)器和濾波器在特定波長跟蹤光。因此，即使天空明亮而藍(lán)色，科學(xué)家也可以增加目標(biāo)的對(duì)比度，使以前看不見的物體可見。這種方法的關(guān)鍵包括額外的望遠(yuǎn)鏡和根據(jù)藍(lán)色天空背景實(shí)時(shí)可視化空間碎片的能力。

在日光測試中，用新技術(shù)測量了距離40個(gè)不同物體的距離，這是以前從未做過的。

奧地利科學(xué)院的邁克爾·斯坦多弗在歐洲航天局的新聞稿中說：“我們預(yù)計(jì)這些結(jié)果將在不久的將來顯著增加碎片觀察時(shí)間?！薄白罱K，這意味著我們將更好地了解碎片數(shù)量，使我們能夠更好地保護(hù)歐洲的空間基礎(chǔ)設(shè)施?！?/p>

展望未來，這種方法的廣泛實(shí)施將涉及位于全球戰(zhàn)略位置的多個(gè)地面站。這一戰(zhàn)略可輔以明智和可執(zhí)行的政策，以減少近地軌道上的碎片數(shù)量，遺憾的是，這是嚴(yán)重缺乏。

相關(guān)知識(shí)

太空垃圾（space debris或space junk），是指在繞地球軌道上運(yùn)行，但不具備任何用途的各種人造物體。這些物體小到固態(tài)火箭的燃燒殘?jiān)蟮皆诎l(fā)射后被遺棄的多節(jié)火箭。它們有撞擊其它航天器的風(fēng)險(xiǎn)，某些太空垃圾在返回大氣層時(shí)也會(huì)對(duì)地面安全造成威脅。

由于太空垃圾以軌道速度運(yùn)行，動(dòng)能巨大（每秒7km以上），若與它們相撞可能會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞尚在運(yùn)作的航天器，甚至威脅到宇航員在艙外活動(dòng)時(shí)的生命安全。隨著太空探索的推進(jìn)，太空垃圾的數(shù)量逐年遞增，所帶來的問題日益嚴(yán)重，受到關(guān)注。

BY: George Dvorsky

FY: 宇宙天文

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