如果地球轨道如此拥挤,为什么我们在地球照片中看不到太空垃圾?

这是一个视角问题

有时,当我们发布一张从太空拍摄的酷炫地球照片时,《大众科学》会收到一些关于为何在地球照片中看不到绕行星运行的轨道垃圾填埋场的疑问,尽管太空中有如此多的垃圾。

不,这不是什么大规模的阴谋,是的,我们星球上方的太空正变得越来越拥挤,充满了令人担忧的卫星和太空垃圾。只是与我们星球的浩瀚相比,人类及其制造的物体都非常渺小。目前有大约4,256个人造卫星绕地球运行,其中大约1,149颗仍在工作。大多数这些卫星都相当小,从每边只有四英寸的微型立方星到超过100英尺长的通信卫星不等。

考虑到地球的直径为7,917.5英里,这仍然是非常小的。

即使是我们的空间站,与我们的行星相比也显得微不足道。国际空间站(ISS)总长度为357英尺,是目前绕地球运行的最大人造物体。即使是这样,它也不足以被DSCOVR卫星的EPIC相机等地球观测仪器捕捉到,该相机从一百万英里外拍摄了非常精美的地球照片。

EPIC首席科学家Jay Herman表示,EPIC相机能够辨认出的最小物体大约有八到十公里宽。在那个距离上,国际空间站甚至无法在地球的图像中显示为一个斑点。

Space Junk
美国宇航局轨道碎片计划办公室

即使是拥有更近视角和更高分辨率的卫星也无济于事。美国宇航局的Terra和Aqua卫星搭载MODIS(或中分辨率成像光谱仪)仪器,距离地球表面只有约440英里。

Herman说:“使用分辨率为一公里的MODIS卫星,你可能勉强能辨认出像国际空间站这样的物体。如果它恰好经过了视场,你可能会看到一个亮点,但你不会看到太多细节,所以很难识别。”这还是在国际空间站和Terra或Aqua恰好在同一区域的情况下。

这并不是说没有轨道天文台能够拍摄其他卫星或太空垃圾的图像。Herman说:“一些商业高分辨率卫星能够看到国际空间站,甚至可能看到更小的航天器。”

但即使如此,这也是一个视角和位置的问题。卫星的设计是为了避免相互碰撞,这意味着它们的路径很少会交叉,而且许多卫星运行在不同的高度。例如,国际空间站的轨道高度约为250英里,而其他卫星则更靠近地球或更远。“商业卫星能够看到处于相当低轨道的国际空间站,”Herman说。“但它们看不到MODIS,它的轨道比商业高分辨率卫星要高。”

Herman说:“国际空间站的轨道是赤道轨道,它会向北和向南穿越赤道,但不会到达两极。”他补充说,包括商业卫星在内的许多其他卫星都采用极地轨道绕地球运行,从北向南。他说:“卫星(如国际空间站)出现在视场中的概率不是零,但很小,因为它们的轨道几乎是垂直的。”

即使在地球的广角图像中它们似乎不可见,但这并不意味着太空垃圾对参与太空飞行的人来说不是一个非常显眼的问题。信息图显示了我们行星周围的空间变得多么拥挤

Herman说:“那里有很多太空垃圾。事实上,国际空间站有时不得不进行机动,以避开NORAD用雷达追踪的物体。”其中许多太空垃圾很小,从油漆碎片到曾是中国、俄罗斯或美国卫星一部分的棒球大小的碎片。这些碎片在图像中不会立即可见,但它们仍然有可能在太空中造成真正的问题。“速度非常高,如果一小块垃圾击中你,会造成很大的损坏,”Herman说。就在去年春天,一个飘忽的碎片敲碎了国际空间站的一个窗户

但对许多人来说,眼见为实。有一种方法可以看到地球轨道上的居民,但这不需要雷达追踪、卫星或照片。在一个没有太多月光的晴朗夜晚,到户外去,找一个光污染最少的地方,抬头仰望星空。一旦你的眼睛适应了黑暗,你应该能看到一些小小的光点在天空中稳定地移动,它们比飞机小而稳定。那些是数百颗足够大且足够低以至于可以从地球上看到的卫星中的一些。虽然构成我们行星周围大部分漂浮物的小型物体太小而无法用肉眼看到,但有足够多的卫星绕地球运行,你应该能够看到至少几颗。你只需要抬头仰望。

 

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