[中配]未來我們可能無法訪問太空的原因

本視頻由Brilliant提供支持,訪問我們的網站www.brilliant.com,瞭解天文學、引力物理學等更多內容。 然而,事實是,到目前爲止,大多數人類在太空中的活動僅發生在距離地球表面約2000公里的狹窄區域, 被稱爲低地球軌道,簡稱LEO。 這個區域包含國際空間站以及超過2000顆政府和商業衛星,提供包括電視信號、GPS、天氣預報等多種服務。 然而,除了所有這些令人難以置信的技術成就外,人類還製造了一個非常大的問題, 這不僅可能完全顛覆這些進展,還可能在幾代人間阻止我們再次進入太空。 除了空間站和衛星,LEO還充滿了我們自從首次進入太空以來不斷拋出的大量垃圾和碎片。 這些垃圾大多由細小物體組成,例如固體火箭發動機產生的灰塵, 從航天器表面剝落的油漆片,以及來自核衛星泄漏的冷凍冷卻劑。 無論來源如何,估計有超過1億個小於1釐米寬的垃圾碎片雖然聽起來不算多, 但這張圖片展示的正是1983年一個油漆顆粒擊中航天飛機挑戰者號前窗後的後果。 然而除了低地球軌道中的小東西,還有估計有50萬件寬度在1釐米到10釐米之間的垃圾, 這些毫無目的地繞地球軌道運行的東西最終會以極高的速度相互碰撞,從而產生大量新的碎片。 這些碎片會最終與其他物體發生碰撞,從而產生更多的碎片, 這些碎片又必然會與更多的物體碰撞,循環往復。 直到我們進入Kessler綜合證,這是1978年唐納德Kessler首次提出的假設性未來情景。 由於太空垃圾進入地球大氣層並自然可能需要數年數十年甚至幾個世紀的時間, 所以當我們在太空中丟失某些東西時,它通常會待上相當長的時間。 這些太空碎片之間的隨機碰撞最終可能導致產生大量以極高速度運動的小碎片, 使得低地球軌道實際上像是一個不斷的射擊場。 在最糟糕的情況下,所有現存的衛星和低地球軌道將被摧毀成數百萬塊微小的碎片。 從地球表面發射任何新任務進入太空,幾乎會立刻被這些碎片毀滅, 使未來的任何太空任務都變成自殺任務。 我們將失去所有衛星提供的技術,幾代人將被剝奪太空旅行的承諾, 而我們則耐心等待垃圾自然消失。 那麼Kessler綜合證是不可避免的嗎? 在2009年,一顆失效的俄羅斯軍事衛星與一顆正常運行的美國商業衛星發生碰撞, 導致兩者被擊碎成數千個不同的微小碎片。 這是迄今爲止發生的最重大無意碰撞。 但2007年的一次故意碰撞產生了更多的碎片。 在那個年份,中國政府通過使用反衛星導彈摧毀了它們在低地球軌道上的一顆衛星進行了測試。 這一事件產生了超過2000個高爾夫球大小或更大的碎片, 以及超過15萬個微小的debris粒子。 2011年,此次測試的一些碎片距離國際空間站僅6公里。 在低地球軌道中,導致Kessler綜合證的一個最危險的潛在觸發因素, 是2002年由歐洲航天局發射的已廢棄MVSAT衛星。 2012年與衛星失去聯繫, 現在這塊重達8000公斤的垃圾每年與另外兩塊空間垃圾在200米內擦肩而過。 由於MVSAT在接下來的150年內可能會繼續圍繞地球運行, 而碰撞率預計將上升,它很可能在未來成爲一個巨大的太空垃圾來源。 然而,Kessler綜合證並非不可避免, 如果我們努力去避免它,是可以做到的。 我們需要像對待海洋和土地一樣看待太空, 把它視爲一種急需保護的寶貴資源。 清除太空垃圾的唯一方法就是自己去把它們移走, 或者耐心等待它們自然消失很久。 放棄太空絕不是一個選擇。 NASA在2005年已經得出結論, 即使不再向太空發射任何物體, 現有衛星之間的碰撞產生的碎片也會以比大氣阻力清除碎片更快的速度增加。 形勢非常嚴峻,人類的未來確實岌岌可危。 我們必須探索改善這種情況的方法, 且在當下堅持下去,期待最好的結果。 正如我在他們的重力物理課程中所學到的, 地球的引力場看起來最像這個。 如果你在這裏放下一個保齡球, 當它撞擊地面時,它的速度將達到每秒1390米。 在Brilliant,你將以易於理解的方式學習複雜的主題, 像霍曼轉移這樣的概念通過它們簡單明瞭的解釋, 易懂的圖形和發人深思的難題, 幫助你像科學家一樣思考。 通過訪問鏈接中的描述前往Brilliant, 或Galapagos,你可以完全免費地學習任何你想學的東西, 享受三天的免費試用。 這個免費試用僅限於本視頻的觀衆, 那麼不妨給Brilliant一個機會學習一些新東西吧!