那顆在流星雨中被擊中的衛星

那顆在流星雨中被擊中的衛星

關鍵詞:流星雨,空間碎片,空間安全

您可能看到過科幻電影中宇宙飛船被太空碎片擊落,造成太空災難的場景。例如,在俄羅斯電影《莫斯科陷落》中,一名外星人的飛行器被流星雨擊中,然後被俄羅斯空軍為誤認為是北約的間諜飛船並擊落,導致它撞毀莫斯科的幾座建築物並造成數百人死亡。另一個例子是英國電影《地心引力》,在太空碎片摧毀了許多座通信衛星後,美國宇航局宇宙的太空飛船與任務指揮中心失去了聯繫。

那顆在流星雨中被擊中的衛星

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這些情節並不是空穴來風。在現實中,流星體和空間碎片對宇航員和宇宙飛船的安全構成潛在的威脅。近年來,諸如碰撞和軍事試驗等事件大大增加了空間碎片的數量,對地球軌道上的人造衛星和各種空間物體造成了很大的威脅。

根據歐空局的空間碎片辦公室的統計模型估計,在軌道上的碎片物體數量為(截至2019年1月):

> 10釐米物體有34,000個

從1釐米到10釐米的物體有900,000個

從1毫米到1釐米的物體有1.28億個

這些巨大的,令人生畏的數字可能使得所謂的“凱斯勒效應(Kessler syndrome)”並不那麼荒謬。美國宇航局科學家唐納德·凱斯勒(Donald J. Kessler)在1978年發表的這一理論提出,如果低地球軌道(LEO)中的物體密度足夠高,物體之間的碰撞可能會導致連環碰撞,因為每次碰撞都會產生空間碎片,增加了進一步碰撞的可能性。 這種多米諾骨牌效應和正反饋可能讓後續好幾代人都無法進行空間活動或是在特定軌道範圍內使用衛星。

然而,儘管各國政府的太空機構一直在試圖減輕這種潛在的危險狀況,由於政治,法律,經濟和文化等原因,它們的努力仍然是有限的。拋開許多發明的空間碎片清除方法還只是理論不提,“ ”,因為企業們沒有看到經濟效益。

我們所擔心的航天器被擊中的事件終究還是發生了。奧林巴斯1號(Olympus-1)是1980年代歐空局的通信衛星,在當時是有史以來建造的最大的民用通信衛星,被人們稱作“大衛星(LargeSat)”。1993年8月11日至12日,這顆衛星失去了地球指向姿態並開始旋轉,隨後,一個機載陀螺儀失靈。這種故障是因為在英仙座流星雨的高峰期,衛星被斯威夫特-塔特爾彗星(109P / Swift-Tuttle)的一小塊擊中並損壞。隨後對衛星進行的嘗試修復行動消耗了太多燃料,卻仍無法使衛星重新運作。最終,奧林巴斯任務被迫中止,衛星被送到了“衛星垃圾場”——GEO丟棄軌道。

本月,英國倫敦的Northolt Branch Observatories天文臺對巖本彗星(Comet Iwamoto , C / 2018 Y1)進行觀測時,Olympus-1意外地穿過了照相機的視場。

那顆在流星雨中被擊中的衛星

“我們發現OLYMPUS-1的旋轉週期為68.4±0.8秒,並且光變曲線的變化幅度很大(> 3 星等),這可能源自於衛星大型太陽能電池板對太陽光的反射”,Northolt Branch Observatories在Facebook上說。

那顆在流星雨中被擊中的衛星

Northolt Branch Observatories用於此次觀測的相機是由QHYCCD公司設計和生產的科學級CMOS相機—— QHY42。

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QHY42使用Gsense400 Scientific CMOS傳感器,具有非凡的95%峰值QE,79%UV QE和非常好的NIR響應,以及22.5mm x 22.5mm的傳感器尺寸,11um像素尺寸和89ke滿阱電荷量。讀出噪聲低至1.7e-,加上超高的QE使得相機對昏暗物體成像時也可以實現高SNR——僅5個光子就能產生SNR> 3。此外,QHYCCD採用了先進的技術來減少放大器輝光,而且每個像素上沒有微透鏡,避免了對光度測量的影響。

這些出色的功能使QHY42相機成為天文和其他科學研究的理想選擇。


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