你会惊讶于太空垃圾多久会从天空中掉下来一次

但你仍然极不可能被碎片击中。
satellites in orbit
美国国家航空航天局 (NASA)

上周,当美国人还在庆祝黑色星期五时,少数幸运的加拿大人却罕见地看到了……一个极其常见的景象。最近发射的“天鹅座”飞船的一个火箭助推器落回了萨斯喀彻温省上空,在它身后留下了一道壮观的光柱

这段视频在网络上迅速传播,而且有充分的理由。目睹一次这样的再入大气层事件并不常见。但事实上,每隔几天就有一块碎片在大气层中燃烧殆尽。

与其他看似一生只有一次的事件——比如经历一次完整的日全食——一样,目睹一大块金属飞向地面之所以罕见,仅仅是因为我们的星球大部分地区几乎无人居住。有大片区域仅被海洋覆盖,还有广阔的陆地区域几乎没有人居住(或只有很少人居住)。当你考虑到所有那些不愿意或无法用智能手机拍摄视频并上传到云端(或者根本不感兴趣这样做,因为我们不是都为了“社交媒体”而活)的人群时,你会发现地球上还有更广阔的区域,在那里,如此绚丽的景象将在网络上不为人知。

以上周为例。谷歌新闻充斥着关于11月25日坠落的“安塔瑞斯”号火箭助推器的文章,但对前一天坠落的航天器却只字未提。Iridium 8卫星于1997年5月5日进入轨道,并于11月24日坠落,可能坠落在北极地区上空。我们不得不说“可能”,因为没有人真正看到这颗卫星坠落。我们并不擅长精确预测碎片何时何地会再入大气层,更不用说有多少碎片能经受住高温而真正触及地面。因此,就像每年数百块太空垃圾一样,Iridium 8也悄无声息地消失了。

为什么那里有那么多东西,它们又什么时候会全部掉下来?

仅在2016年,就有超过200个物体再入大气层。2014年则有超过600个,但平均而言,每年大约是200-400个。没有人能真正预测出每年会有多少太空垃圾会掉下来,但如果不加以阻止,这个数字肯定会增加。

人类每年向轨道发射的物体越来越多,这意味着我们正在我们上方数百英里处制造一个宇宙垃圾场。如果这些物体发生碰撞,它们会产生许多更小的碎片,继续围绕地球盘旋。顺便说一句,这看起来远没有电影《地心引力》中那么酷。

好莱坞喜欢放慢过程,让你欣赏所有微小部件的运动。实际上,你会看到一道闪光,然后就什么都没有了。碎片的速度至少为每小时17,000英里,因为这是维持近地轨道所需的速度,是子弹速度的10倍。根据航空航天公司(一个少数追踪太空垃圾的组织之一)的说法,轨道碰撞看起来“更像是每个物体的爆炸,好像它们穿过彼此,然后又在另一侧爆炸。”轨道物体运行的速度比声波传播的速度快,因此当两个物体碰撞时,它们实际上会相互穿过,然后才感受到冲击波的冲击。这意味着碰撞发生后,你会看到每个碎片似乎独自爆炸,因为冲击波击中了它们。但这一切发生得如此之快,你甚至不知道发生了什么。你之前看到的任何物体似乎都会消失。

因为我们在轨道上有太多卫星和旧火箭助推器,它们最终可能会相互碰撞,产生云状的碎片(除了较大的碎片)绕着我们的星球盘旋。其中一些会像“安塔瑞斯”号火箭助推器一样迅速落回,但另一些则下降得很慢。近地轨道上的大型物体可能需要几十年才能返回,而高轨道卫星则需要几百年,因为几乎没有什么能减缓它们的旋转速度。但最终,它们都必须掉下来。

所有这些坠落的碎片不危险吗?

不,你没事。

除了碎片大部分都落在无人看到的地方之外,根本没有多少足够大的东西会造成损害。大多数物体都是微小的碎片,它们在穿过大气层时燃烧殆尽。你实际被击中的几率大约是万亿分之一(被闪电击中的几率是140万分之一)。据我们所知,只有一个人被太空垃圾击中过。她叫Lottie Williams,住在俄克拉荷马州的塔尔萨。1997年1月22日,一块6英寸长的火箭碎片击中了她的肩膀。她从这次近距离接触中毫发无损。

我应该了解任何未来可能很酷的坠落垃圾吗?

多么巧合的问题!2018年初——大约在2月下旬到4月下旬之间——中国第一座空间站将返回地球。“天宫一号”于2011年9月30日发射,但自2016年3月以来一直未投入使用。中国官员与这艘失控运行的航天器失去了联系。

这座空间站长34英尺,直径11英尺。所以如果你有幸看到它,这东西可能会产生一场相当壮观的表演。它的一些碎片可能会分离,所以可能会有一小群明亮的物体。人造碎片倾向于在停止发光前保持更长时间的整体性,所以卫星和有效载荷的轨迹通常比流星可见的时间长

不幸的是,目前没有人知道“天宫一号”将坠落在哪里。预测这些轨迹的麻烦在于,即使预测时间晚了一分钟,估算地点也会偏差至少300英里。在再入大气层前一周左右,我们会有更清晰的认识,所以您需要稍后回来查看更多新闻。

 

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Sara Chodosh

撰稿人

Sara Chodosh 在《Popular Science》杂志工作了 5 年多,她从编辑助理一路晋升为科学副编辑。在此期间,她逐渐接管了已停刊的杂志的“图表”板块。她对图表的喜爱最终促使她成为《纽约时报》的图形编辑。


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