科学/天外金瓶梅2

什么是“凯斯勒综合症”——为什么一些科学家合计天外祸害依然驱动了？

杰基·沃特斯

CNN记者杰基·沃特斯报谈

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Fri东部时辰2024年12月27日上昼9:11更新

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11月，当一块天外垃圾转向国外空间站时，船上的七名宇航员作念好了准备。

一艘与空间站邻接的俄罗斯飞船燃烧了引擎五分钟，稍许治愈了空间站的轨谈，将足球场大小的实验室移出了危机地带。凭据好意思国国度航空航天局的说法，要是空间站莫得更正门路，碎屑可能会在其轨谈旅途的2英里(4公里)内经过。

瑙卡泊岸在兹韦兹达干事舱

撞击空间站的碎屑可能会带来祸害。一次撞击可能裁汰了空间站的部分压力，并使宇航员们仓卒复返家园。

更令东谈主担忧的是:潜在的歇工并不荒废。自2000年11月初度入住以来，国外空间站依然不得不进行数十次访佛的演习，跟着地球轨谈上物体数目的激增，碰撞风险每年皆在加多。

多年来，天酬酢通内行依然对日益严重的拥挤现象敲响了警钟。早期的碰撞、爆炸和火器测试依然产生了数万块碎屑，内行们正在追踪这些碎屑，可能还突出百万块用现存技巧无法看到的碎屑。

诚然宇航员面对的风险可能是最大的问题，但轨谈拥挤也对卫星和为咱们日常生涯提供能源的天基技巧组成阻拦，包括GPS用具以及一些宽带、高速互联网和电视干事。

图森市亚利桑那大学的行星科学教训Vishnu Reddy博士说:“在往时的四年里，咱们辐照的天外物体的数目呈指数增长。”"因此，咱们正走向咱们一直发怵的场所."

雷迪提到的事件是一种被称为凯斯勒综合征的假定气象。

以好意思国天体物理学家唐纳德·凯斯勒的名字定名，并基于他1978年的学术论文，凯斯勒综合症——这个术语当今被使用——有一个朦胧的界说。

但这个短语抽象地形容了天外中的碎屑激励四百四病的情景:一次爆炸产生多半碎屑，这些碎屑反过来撞击其他天外物体，产生更多的碎屑。级联效应可能会合手续下去，直到地球轨谈被垃圾堵塞，卫星变得无法运行，天外探索必须住手。

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2017年4月18日，退休的天体物理学家和前好意思国国度航空航天局科学家唐纳德·凯斯勒参加了在德国达姆施塔特欧洲航天局举行的欧洲空间碎屑会议。麦/欧空局

筹划东谈主员对现时的风险水平以及天外中的拥挤何时会达到无法转圜的地步合手有不喜悦见。

但是有一件事是人人浩荡招供的:凭据CNN对科学家和天酬酢通内行的采访，天酬酢通是一个伏击需要处分的严重问题。

天外中物体碰撞的频率有多高？

据欧洲航天局(European Space Agency)称，自1957年天外飞翔驱动以来，依然发生了650多起“折柳、爆炸、碰撞或导致碎屑的相当事件”。

这些事件包括卫星不测相撞，火箭部件和航天器不测爆炸，以及好意思国、俄罗斯、印度和中国等国度的火器磨练在轨谈的不同高度喷出碎屑。

举例，行为2021年火器测试的一部分，俄罗斯向我方的一颗卫星辐照了一枚导弹，产生了1500多块可追踪的碎屑。

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可视化形容了2009年2月失效的Kosmos 2251和活跃的Iridium 33通讯卫星的不测碰撞，产生了数千块碎屑。萨尔瓦多

两个天外物体之间的临了一次关键事故发生在2009年2月，那时一颗名为Kosmos 2251的俄罗斯军用卫星撞上了铱星33号，这是一颗由好意思国电信公司铱星运营的现役通讯卫星。那次事件产生了一个宏大的云，由近2000块直径近4英寸(10厘米)的碎屑和数千块以致更小的碎屑组成。

较小限制的访佛事件也很常见:举例，追踪天外物体的公司LeoLabs周一示意，好意思国空军的一颗气象卫星于12月19日在轨谈上解体，产生了至少50块新的碎屑。这仅仅往时几个月里一连串的四次“碎屑化”事件中最新的一次，这些事件产生了300多块新的垃圾。

咱们能看到什么，不行看到什么

对于那些管制卫星的东谈主来说，天外中的拥挤可能是一场恶梦。卫星运营商每天皆会收到十几个以致更多对于潜在碰撞的警报，这很常见。

追踪轨谈上物体的流程称为空间态势感知，包括追踪可能的“会合”，或两个实体之间的近距离接近。

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举例，据LeoLabs称，在本年的一次事故中，一颗好意思国国度航空航天局气象卫星以不到65英尺(20米)的距离真的与一枚报废的俄罗斯火箭相撞。

但风险可能比空间态势感知所能展望的还要高。

在大多数情况下，要追踪的对象必须比网球大。其余的物体太小，无法反射色泽，或者位于难以获胜不雅察的远方轨谈区域。

空间交通软件公司COMSPOC Corp .的特别称堂主任鲍勃·霍尔(Bob Hall)说:“即使有今天最佳的传感器，也有截至不错可靠地'看到’或追踪什么，较小的空间碎屑时常是无法追踪的。”

但是小物体仍然会变成关键阻拦。凭据好意思国国度航空航天局的说法，在轨谈上，物体旋转的速率如斯之快，以至于即使是小数油漆也能穿透金属。这意味着留在天外中的任何垃圾皆令东谈主深感担忧，况兼可能是祸害性的。

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挑战者号航天飞机上的一个窗口坑是1983年STS-7任务中发生的油漆碎屑撞击轨谈碎屑的成果。好意思国国度航空航天局

海拔越高，风险越大

天外中碰撞的四百四病究竟会何如发生还不了了。

地球轨谈的不同区域有它们我方的拥挤进度和风险。近地轨谈延长到地球名义上方约1200英里(2000公里)，是迄今为止最拥挤的轨谈。

这个地区是两个载东谈主空间站和大限制卫星星座的所在地，这些卫星向互联网发送光束——如天外探索技巧公司的近7000颗Starlink卫星集会——监测天气，不雅察作物产量或分析气象。

要是在近地轨谈发生连锁爆炸，可能会阻拦宇航员的人命，住手火箭辐照，并导致那里通盘卫星技巧的淹没。

这种情况下的好音尘(要是有的话)是，祸害性的条目可能不会合手续几代东谈主:“咱们在低地球轨谈上仍然有残余的大气层，是以咱们有一个当然的清洁机制，”印第安纳州普渡大学航空航天副教训卡罗琳·弗鲁说。

Frueh说，在疏忽300英里(500公里)的高度，轨谈上的物体将在疏忽25年内当然落回地球或在大气层中解体，这标明在这个距离的碎屑场可能不会阻拦异日几代东谈主插足天外。

但是在更高的轨谈上，情况变化很快。在近500英里(800公里)的高度，一派碎屑至少需要一个世纪智力被当然拖出天外。在卓绝621英里(1000公里)的场所，这个流程需要数千年。

这对地球同步轨谈来说是个坏音尘，地球同步轨谈距离地球名义约22，236英里(35，786公里)，是价值2.5亿好意思元的通讯卫星的所在地，这些卫星向全球闲居地区传输电视和其他干事。

“可能发生这种(访佛凯斯勒综合症的事件)的最危机的场所是地球同步轨谈，”亚利桑那大学的筹划员雷迪说。“因为咱们莫得办法快速计帐它。”

级联碰撞是何如发生的

2013年的电影《地心引力》将凯斯勒综合症的见识搬上了大银幕:俄罗斯导弹贫窭一颗报废的卫星激励了一连串的碰撞，产生了一团垃圾，败坏了其他卫星和航天器。

内行说，诚然《地心引力》中的戏剧在一个半小时内张开，但本质生涯中的凯斯勒综合症可能需要几年或几十年智力竣事。

自从这部电影在十多年前上映以来，轨谈拥挤赶紧加多:好意思国军方那时追踪了疏忽23，000个物体，而今天只须47，000个物体。

普渡大学的弗鲁说，尽管东谈主们正在勤奋谋略四百四病可能在那处、何时以及何如驱动，但这是一项不可能完成的任务。

“一朝咱们展望异日，咱们就必须作念出假定，”Frueh说。“每个模子皆是错的——(但)有些是有效的。”

模子是不准确的，因为即使是内行也不了了物体在轨谈上的位置。小于4英寸(10厘米)的物体基本上是看不见的。此外，科罗拉多大学空间天气技巧、筹划和素养中心主任托马斯·伯杰博士示意，空间天气不错更正轨谈轨迹，因此很难准确展望碎屑的转移方式和位置。12月11日，伯杰在DC华盛顿州举行的好意思国地球物理学湮灭会年会上就此话题发表了讲话。

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可视化形容了绕地球运行的直径大于4英寸(10厘米)的物体。有线电视新闻网/欧空局

天外垃圾碎屑的大小和模式亦然一个谜。因此，为了模拟一个单一的凯斯勒综合症效应，分析东谈主员必须准确地揣度卫星将何如折柳，碎屑的每一部分看起来是什么神色，它将向何处转移，以及它接下来可能会撞击什么其他物体。

COMSPOC公司天外圭臬和革命中心主任、首席科学家丹·奥尔特罗格(Dan Oltrogge)说，“让我挂牵的是，这些数据不够准确，不及以让你委果幸免你合计你在幸免的事情。”

凯斯勒综合症依然驱动了吗？

鉴于“凯斯勒综合症”不是一个一霎事件，科学家们正在争论这一气象是否依然在通顺中。凯斯勒的念念想实验要求筹划东谈主员酌量，即使通盘的火箭辐照住手，天外中的碰撞是否仍然会加多轨谈上的物体数目。现时还不了了这小数是否依然达到。

这篇著作采访的筹划东谈主员对凯斯勒综合症的症状是否依然驱动提供了不同的不雅点。

但是Frueh说这等于为什么她不再确信凯斯勒综合症是一个有效的术语。

“我合计不同的实体不喜悦，这让公众感到困惑，”她说。"这个见识本人并不像你遐想的那样清亮明了。"

内行们似乎皆喜悦轨谈上的情况是有问题的。莫得东谈主说他们确信祸害细目不错幸免。他们说，更有可能的是，轨谈上的垃圾将链接激增。

Frueh说，“我很悲不雅…咱们会实时聘用行动，不会在这个流程中变成经济亏损。”

密歇根大学气象和空间科学与工程教训尼尔通·雷诺博士说，他天生乐不雅。但是地球轨谈上的情况让他想起了咱们地球上正在发生的生态祸害。

“我可爱把天外垃圾比作海洋中的塑料，”他说。“咱们往时合计海洋是无穷的，咱们扔垃圾和塑料，当今咱们遒劲到——不，那些是有限的资源。要是咱们不着重行事，就会变成宏大的亏损。”

看护凯斯勒综合征

当谈到防护地球轨谈上碎屑的扩散时，有两大酌量身分。

一个是计帐技巧:公司和政府倡议正在寻求开荒将碎屑拖出轨谈的技艺，举例由欧洲航天局和技巧公司高性能空间结构系统公司或HPS有限公司开荒的阻力加多脱轨子系统或ADEO。凭据欧空局的说法，原型制动帆于2022年12月从离子卫星上到手部署。

es a的一份新闻稿称，sail技巧“通过加多大气名义阻力效应提供了一种被迫的脱轨技艺”，旨在使一颗报废的卫星更快地下落，并在地球大气层中无碎屑地焚烧。

关联词，Renno指出，这些技艺皆是实验性的，而且至极立志。也不了了谁会舒畅为此买单。

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欧洲航天局和航空航天技巧公司高性能空间结构系统公司，或HPS有限公司，开荒了一种原型阻力帆，于2022年12月到手部署。这将有助于加快退役袖珍卫星的脱轨。萨尔瓦多

第二个酌量是监管。空间策略内行多年来一直在勤奋通过新的国外准则或国度法律，以防护航天公司或坏东谈主不负职守地行事。

有一些勤奋在进行中。9月，湮灭国通过了《异日协议》。

会员国通过的这份文献包括一项意图，即列国“通过和平欺诈外层空间委员会权术栽培空间交通、空间碎屑和空间资源的新框架。”

话语似乎隐约不清，空间策略内行指出，湮灭国莫得强制技能。

Renno说，也许更骨子的是，各个国度为天外利益干系者通过法律。他合计好意思国应该在这个流程中进展诱骗作用。

亚利桑那大学的雷迪示意喜悦。

“我合计最大的担忧是短缺监管金瓶梅2，”他说。“我合计由行业提议一些步融合携带宗旨会有很大匡助。”

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