小型卫星会产生更多的太空垃圾吗?

小型卫星会产生更多的太空垃圾吗?

在过去 15 年里,我们一直在太空中发射微型卫星。大学、初创公司和国家太空计划都发射了手掌大小的卫星,用于研究太空生命、发送摩尔斯电码和拍摄智能手机照片。本周日,康奈尔大学的一支团队希望发射 104 块扑克筹码大小的电路板,让它们自行绕地球运行:

小型卫星的建造和部署成本低廉,因此可以为太空计划节省资金。它们价格实惠,而且非常简单,学生也可以建造,因此是极好的教育工具。但它们的受欢迎程度让《大众科学》杂志感到疑惑……地球已经被太空垃圾包围了。发射 100 多颗纳米卫星难道不就像在客厅地板上扔面包屑一样吗?

幸运的是,许多卫星能够做一些碎屑做不到的事情。它们会自行清理。小型卫星被发射到距地球表面 650 公里或更低的轨道上,很快就会落回地球。它们会穿过地球大气层,由于体积小,它们会在到达地面之前燃烧殆尽。此外,很少有航天器在 650 公里以下的高度运行,因此小型卫星撞击的可能性不大。

康奈尔大学的“Sprite”电路板在太空中几乎不会造成任何影响。NASA 轨道碎片计划办公室首席科学家尼古拉斯·约翰逊告诉《大众科学》杂志:“它们只会在轨道上停留几天。我们非常仔细地审查了这次任务,对于那里的其他太空物体来说,完全没有问题。”

当人们将小型卫星送入更高轨道时,问题就出现了。在更高的高度,卫星遇到的大气阻力会成倍减少,而大气阻力是将卫星推向较低高度并最终返回地球的主要力量。与大型卫星不同,小型卫星也没有返回的技术。研究人员未来可能会开发这项技术。然而,就目前而言,一旦小型卫星到达那里,它们就会被困住。到那时,它们就很危险了。

“这些是宇宙中最密集的区域,”凯斯勒说道,“它们最终会与某些物体发生碰撞。”

“这些是太空中最密集的区域。轨道寿命可达数百年。它们最终会与某物体相撞,”NASA 退休科学家、该机构轨道碎片项目创始人唐纳德·凯斯勒 (Donald Kessler) 说道。

大多数组织将小型卫星的发射高度控制在 650 公里以下,以符合为减少太空垃圾而制定的国际准则。然而,有些组织并没有遵守规则。约翰逊给我发了一份简短的清单,上面列出了已经发射到 650 公里以上的 1 到 3 公斤重的卫星——他指出,没有一颗是由美国运载火箭发射的。“我们希望将这些例外情况减少到极少数,”他说。“这是一个教育问题,既要教育小型卫星所有者,也要教育运载火箭运营商。”

除了约翰逊和凯斯勒之外, 《大众科学》还感谢欧洲航天局空间碎片办公室的海纳·克林克拉德在回答这个问题时提供的指导。

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