03.07 为什么美国在1960年代要向太空发射近5亿根铜针?

歆琳科普


2017年2月时,印度曾经一次发射过104颗卫星,被称为“一箭百星”,今年5月份,马斯克全球WiFi计划卫星发射,一箭发射了60颗卫星,都足以让人类震惊,然而美国航空航天局(NASA)曾经在上世纪60年代开展过一项被称为“西福特计划”的太空任务,试图将数亿颗“人造物”发送到地球周围的太空中。



“西福特计划”在上世纪60年代时一度闹得沸沸扬扬,该计划于1961年第一次实施,美国航天部门试图将4亿3000万根铜制偶级天线撒到地球周围的太空轨道上,这些铜制偶级天线是比人的头发还细的铜针长度也只有1厘米左右,这些铜针分布于高度在3500~3800公里之间的高度上,轨道倾角在96度到87度之间,分布的面积大约是8公里宽,38公里长,成功实施之后,它将形成一个高悬在太空中的面积巨大的反射天线,有助于提升美国的通信能力。


西福特计划又被称为“西福特铜针”,美国实施该计划的初衷是想通过在以近地轨道上散布金属针形成云状环来反射无线电信号,从而解决当时美军在通信方面的不足。因为在上世纪50~70年代,远距离的国际通信主要由海底电缆和自然存在的电离层反射无线电的方式进行,由于美苏两国的冷战,美国军方生怕前苏联海军会切断其海底电缆,而依靠地球的电离层通讯又认为性质不够稳定,无法保证美国军方及其他领域的海内外的通信联络,所以美军寻求能在全球范围内都可以稳定地进行无线电通讯的办法,宇航领域的专家们就想到了西福特计划。

电离层通信↑

海底电缆↑

该计划试图将4.3亿根偶极天线发射到轨道上形成云状环,以改善远程通信条件。1961年10月21日该计划执行第1次发射任务,但并没有成功,但第二次于1963年5月9日成功进行,在轨道上形成了环状针云,美国人还利用其成功进行了通信。


不过该计划招到了世界各国的谴责,因为大量的真云散布到太空中,将妨碍其他卫星的正常运行,时间长了还会形成太空垃圾,对人造航天器造成较大的损害,苏联方面就在联合国对美国的该太空行为提起谴责,苏联的《真理报》还以“美国玷污了宇宙”为论点作出抗议,美国国内各界也阻挠该计划的实施,再加上现代通信技术的发展进步,使得该计划未能继续实施和广泛运用。

当其他国家和美国各界提出反对的时候,美国联合国大使阿德莱·史蒂文森称这些细小的铜针会在太阳辐射压力和太阳风的作用下在短短3年内离开轨道,大部分将进入地球大气层销毁,然而事实上直到现在仍有相当数目的铜针残留在轨道上,这对世界各国的航天任务无疑也是不利的。



科普大世界


美国1960年把数亿跟钢针发到太空中,实际上是航空航天史上臭名昭著的西福特计划。美国发在太空上的,也不是简单的钢针,而是数以亿计的针状的天线。这些针状天线,把地球围了一圈,形成一条由钢针组成的丝带,这些钢针成为美国通讯的关键点。

当然,绝大多数钢针会成为太空垃圾,长时间悬浮在地球周围,只有一小部分会落入大气层。这种丧心病狂的计划,遭到了各国极力反对,最后美国不得不停止计划。

西福特计划,是在美苏冷战的大背景下产生的,由美国麻省理工学院设计。这是一种新型的天空通讯系统,每个钢针,都是一根天线,这样的天线,在地球周边形成一个圆环,美国通讯可以通过这个圆环来保证通讯不中断。

对于这种变态的设计,美国人的想法非常现实,加入苏联摧毁了美国的通讯卫星,那么,美国的通讯势必会瘫痪,现代化战争中,通讯的瘫痪,意味着在现代化战争中处于劣势。为了防止这种事情的发生,美国人想到了西福特计划,让数亿根钢针,代替通讯卫星,在危急关头,可以保证通讯的持续畅通。

这个计划,耗资巨大,第一次发生实验,在1961年进行,但失败了。受到挫折的美国人并没有放弃这个疯狂的计划,而是在两年后,也就是1963年,再次实验,并且成功的将第一批钢针发生到太空中,这就预示着,西福特计划,从理论走向了实际操作。

西福特计划的成功,让全世界都震惊了。每个国家都想要发展太空事业,但没有一个国家有美国这般的疯狂且大胆。

从理论上讲,西福特计划绝对是一个天才的计划,如果实施成功,会让通讯达到另一个高度。但天才计划背后,存在巨大的危机,按照西福特计划的构想,将有四亿三千万根钢针飞向太空。

这是一个极为恐怖的数字,因为很有可能在太空,制造出数以亿计的太空垃圾。这些太空垃圾,对人造卫星,太空飞行器,都可能造成致命影响。也就是说,当美国方便了自己,顺手也恶心了别的国家。

更让各国感觉到恐惧的是,如果西福特计划真的被允许,难道苏联就不会这么做吗?那么,其他有这样技术的国家,都会这样去做,那地球周围,将是怎样的恐怖局面。即使想一想,就让人不寒而栗。

苏联最先提出抗议,接着,英国也开始抗议,众多掌握或者想要掌握航天技术的国家,也加入了抗议的行列。而与此同时,美国也出现了技术瓶颈。自1963年发射成功之后,后续再也没有成功过。联合国开始过问这件事,迫于各方的压力,美国最终取消了西福特计划。

天才和疯子,本来就是一念之间,西福特计划毫无疑问是一个天才的计划,同时也是一个疯狂的计划。任何一种技术,都可能是一把双刃剑,当我们看到这个计划天才的一面,请不要忽视计划背后的疯狂一面。


小小嬴政


上世纪60年代,美国开展了一项被称为“西福特计划”的太空部署,于1961年试图将4亿3000万根的铜制偶级天线散布到地球的太空轨道上,但并没有成功,随后1963年第二次尝试,终于在轨道上散布形成人工的环状针云。



天线的长度大多两厘米左右,加上非常细,酷似一枚针,所以该计划也被成为“针计划”。

它们分布的高度在3500公里-3800公里之间,对很多的中地球轨道人造卫星具有一定的安全威胁,但按照联合国美国大使的说法,这些针并不会长时间存在,三年左右,在太阳辐射压的作用下就会离开轨道坠落进地球大气。

事实上,截止今天仍有大量的针残留在轨道上,但对地球生物并没有明显危害性。

该计划在实施后就遭到大量联合国成员的反对,但美国还是做了,这有什么目的呢?




原来,在冷战初期,当时的卫星通信还没开始,远距离的国际通信主要依靠海底电缆和天然存在的地球电离层反射无线电。

美国害怕海底电缆被苏联切断摧毁,而地球的电离层反射并不稳定,这试图会影响美国和海外部队的通信联络,于是异想天开地想通过在地球轨道上空散布能反射无线电波的铜制天线。

苏联的《真理报》甚至以“美国玷污了宇宙”为论点作出抗议,后来伴随着现代通信卫星的快速发展,该计划的技术实际上并未广泛应用就被淘汰了。


科学新视野


为什么美国在1960年要向太空发射近5亿根铜针?

“西福特计划”是当时执行的一项旨在解决全球性通讯的问题,听上去是一个超级先进而又宏伟的工程,但在现代人的视角来看,第一个想法就是美国人怎么会干出如此丧心病狂的事?要了解详情,还得展开了解下!

关于西福特计划

计划背景:当时的远程通讯主要通过海底电缆以及电离层反射等两种形式解决,前者是实体线路,战时非常容易被切断,因此战争意识极高的美国对此表示这是一种既不安全的通信系统。

电离层反射通信可以作为超视距通信重要补充,但电离层随大气以及太阳活动影响很大,并且会增加额外干扰,即使是高频的短波多次反射通讯也存在容量低,发射与接收设备极其庞大等缺点,因此美军需要寻找一种优秀替代通讯方式。

方案目的:旨在通过金属云带反射无线电信号的形式解决全球通讯

解决办法:在近地轨道上密集布置一个金属针形成偶极子反射云带。

当时尽管已经发射了卫星,但当时还远未发展到可以通过卫星来中继通讯的方式,因此在1961年和1963年分别将4.3亿根全长1.78厘米,直径25.4微米/17.8微米的针状物送入了近地轨道,分布于高度在3500公里到3800公里之间,轨道倾角在96度到87度之间的轨道范围,散布成云状,和通过设置在西福特镇的卫星天线展开远程通信实验。

第一次通信实验于1961年10月21日展开,但未取得成功,1963年5月9日再次散布针状物后通讯取得了成功。后来因通信卫星的发展以及遭到英国和苏联的强烈抗议,西福特计划最终被递交联合国,最终在1967年时在《外层空间条约》中关于制造太空垃圾的条款产生了重大影响。

关于舒曼共振和特斯拉的无线输电计划

关于电离层的故事还有一个,这个就是大名鼎鼎的特斯拉疯狂的无线输电计划,1889年美国物理学家、电气工程师特斯拉发现了地球电离层和大地之间的谐振频率接近8HZ(7.83HZ),1952年德国科学家舒曼在研究电离层时候也发现了这个频率,因此后来被称为舒曼共振!特斯拉是不是很冤枉?明明是他最先发现!

特斯拉在很早就展开了无线传能的照明实验,他用自己设计的无线传输电能的发送端和接收端,实现了远距离隔空点亮电灯的目的,因此很多人都以为特斯拉后来在纽约长岛兴建的沃登克里弗塔是一套无线电传输电能的设备。

特斯拉向电灯提供无线电力的电路(引自特斯拉原手稿)

事实上是特斯拉发现了电离层和大地之间的空腔谐振器频率为8HZ左右,他有一个疯狂的想法,就是将这个8HZ左右的谐振频率激发出来,比如机械波的共振大家都知道,只要输入频率或者谐振频率大致一致,输入能量超过一定阀值的情况下,那么将会引发共振,这个能量小到可以让车身颤抖,大到可以让桥梁倒塌!

沃登克里弗塔

而特斯拉要做的是引发电离层和大地之间的空腔谐振,只要不断激发它达到共振的状态,输入能量却不要太大,而输出能量则数亿倍的放大,用这个电磁振荡干嘛呢?达到全球无线免费(或者极低成本)用电的目的。

因此特斯拉对很多人将他的设计与规划错误解读为电波传输能量非常恼火!

但非常可惜的是特斯拉的全球无线输电的计划遭到了毁灭性的打击,因为特斯拉的无线通信计划被意大利马可尼赶超,摩根停止了对特斯拉的实验赞助,1903年特斯拉陷入财务危机,之后沃登克里弗塔基本处于废弃状态!

本来可能早就实现的无线低成本用电方式过早的夭折了!

关于猎户座飞船计划

当然还有一个丧心病狂的计划,是泰勒和戴森计划的一项高推力和高比冲的一连串核弹爆炸推进的超级飞船计划,这个分为两个阶段:

  • 核脉冲推进计划
  • 核裂变加热工质推进计划

前者大家听听就知道是怎么回事,简单的说就是在飞船后面不断的丢核弹,然后核弹爆炸的冲击波推进飞船,似乎听起来这是一个很不靠谱的计划,但这是到现在为止比冲最高,可实现速度最快的飞船之一,甚至在历史频道的纪录片《撤离地球》中用的仍然是这种核弹推进方舟飞船的方式。

另一种其实也简单,即将工质比如气体用核裂变的高温加热到数千度,然后从后方喷出的一种火箭,和化学火箭其实是一回事,只不过化学火箭是通过燃烧给自身加热,而核裂变堆加热则是通过第三方给予热量,但性质完全是一回事!

大家都知道尼米兹航母十几年才换一次核燃料棒,理论上核裂变加热推进也可以持续不断的加速数十年,可以想象这会达到一个多快的速度,当然工质必须要携带,假设是水,目测带起来也是一个庞大的数字。

但最麻烦的并不是这个问题,而是放射性污染,这些飞船即使研制出来,它们的发动机也绝对禁止在地球上打开,因为这喷出来的不是尾气,而是结结实实的放射性污染!


星辰大海路上的种花家


在冷战时期,也就是美苏争霸时期,双方在科技和军事上竞赛。由于当时的远距离通讯主要由海底电缆以及大气层中的电离层来反射无线电。

因此,美国当时担心苏联会切断海底电缆,导致只能依赖不稳定的电离层来联络驻扎海外的官员,而这或将导致美国无法及时联系到海外的部队。

基于这种背景,美国想到了将4亿3000万跟偶极天线发射到地球轨道上空,形成云状环以用来改善远程通讯。该计划被称为西福特计划,又被称为西福特针计划

西福特针计划

在该项计划中,美国本打算发射的针为铜制偶极天线,长约1.78厘米,直径约25.4微米,比头发丝还细。

按照计划,这些针会被发射到大约3800多公里的太空中,形成的针状环云厚度约8公里,然后通过设置在西福特镇上的卫星天线作为辅助远程通讯,而太空中的针则相当于人工电离层,让信号的反射更稳定,而且敌军无法摧毁。

该计划第一次发射于1961年10月21日,但这一次发射并没有成功。但他们并没有放弃,决定继续第二次发射。

第二次发射于1963年5月9日,这一次发布成功,并实现通讯功能。但此事后来被英国皇家天文学会知道了,当时的英国天文学家以及光学天文学家都对此时表示了抗议,苏联更是称美国玷污了宇宙。

最终这件事情被提交到联合国,由于全世界的反对以各界的不满,最终被禁止,再加上后来通讯行业蓬勃发展,因此该技术并未获得广泛运用,就已经过时。

然而苦果已经埋下,这些分布在3500-3800公里高的针,最终成为了太空垃圾,并威胁到世界各国的航天器。

虽然当初在发射西福特针时,美国联合国大使解释:在太阳风的作用下,这些针将会在3年内离开原来的轨道,并回到大气层,直到返回地球表面。

然而,就目前的情况来看,仍有大量的针残留在轨道上,只有一小部分返回到了大气层。

西福特针计划为什么会被阻止?

首先我们要知道,无论是针,还是发射针的技术相对简单,地球上有许多国家有实力发射。如果该计划没有被阻止,那么肯定有其他国家会效仿没过发射偶极铜针来传递信号,届时地球可能会被厚厚的一层针所包裹。

由于这些针离地球并不是非常远,地球引力仍旧能够束缚住它们,这将会导致一些针会在地球引力的作用下进入地球表面,或将对人类以及其他地上的生物产生严重影响。

事实上,仅仅美国发射的这批针,已经对许多国家的航天计划产生了一定的困扰。我们知道,这些针游走在太空上时,就是一个个细小的太空垃圾,5亿枚针就相当于5亿个太空垃圾。

这些太空垃圾体型较小,不易被人察觉,在太空中高速运转的飞行器,无法对其有效识别,一旦撞上,或将对飞行器造成毁灭性的伤害。

总结

西福特计划从技术手段上看是一个非常天才的计划,如果该项目能够完成,那么人类的通讯会达到一个高度。

但是,科学的发展不能只看技术手段,还要看对社会以及未来造成的影响。正是这些外在因素的约束,科学技术才没有走向极端。


钟铭聊科学


美苏争霸期间双方都有疯狂的计划,美国1960年代曾向3500公里左右的轨道发射了大量“铜针”,目的是联合通信卫星增强无线通信,不过很快就被更先进的卫星代替。

美苏冷战期间,双方几乎是全面对抗,经济、军事、科技各领域都是一样,而当时国际上也分为几块,相互之间需要通信,但是当时的远距离通信主要靠海底架设的通信电缆和卫星,美国担心苏联切断电缆,造成美国和其它同盟的联系中断,而当时的卫星也处于刚起步不久的阶段,通信质量、卫星通信功率难以保证所有的通信需求,因此寻找一种通讯的新方法就比较重要。美国想到的就是向太空中发射大量的偶极子天线,也就是题主所说的“铜针”,计划是在距离地球3500公里到3800公里的轨道范围内发射数亿枚偶极子天线,组成一个庞大的轨道云,增强地面无线通讯的反射,以此来提升通信的能力。铜针的长度被设计为8000 MHz微波波长的一半,当通信用的微波撞击铜针的时候,偶极子天线会反射信号,每个天线都在各个方向上重复接收到的相同信号。

因为这种偶极子天线很小,且距离地球相当宽阔的轨道上,因此基本上是没办法被摧毁的,几乎可以永久地保证美国全球通信的能力,此计划被称为“西福特计划”。这些针紧密地堆积在由萘凝胶制成的块中,由航天器送到地球的轨道上,而萘凝胶在太空中会挥发,将所有的针释放出来,最终在两个月的时间内逐渐散布到整个轨道上,形成了一个宽15公里,厚30公里的轨道云,就这个计划来说,虽然前两次发射失败,直到第三次才成功,但是效果还是相当显著的,因为至今仍有大量的针分布在地球的轨道上,金有少部分坠落地球被焚毁。但是也造成了其它的困扰,因为它们同样对来自于宇宙的微波等信号有遮蔽作用,影响到太空观测等活动,而且这种影响还可能持续很长很长时间才能慢慢消除。

由于国际上的抗议,加上后来通信技术的不断提升,美国后来终止了这项计划,没有送更多的铜针到太空,也曾考虑过回收坠落于地表的铜针,但是由于回收的高昂费用,美国没有了回收的念头,剩余的部分仍飘荡在太空成为了太空垃圾。


来看世界呀


60年代发射近5亿枚针,应该是指的美国西福特计划
这就要从人类通信的变革说起,其实我们也很清楚,在现代工业起步之前,人类通讯还一度十分原始,只能利用人力来实现通讯。不过随着无线电通讯技术出现以后,人类通讯状况得到了极大的改善。
19世纪末意大利人马可尼成功以无线电实现了信号的传输,标志着无线电时代的彻底到来,未来无论是民用还是军事领域,都离不开无线电传输的信号。
不过我们一般见到,无线电在传输信号的时候,必须要有接受和发送的装置,也就是立在外面的天线。
而且无线电传输实际上传播也有很大的限制,虽然他能够在空间传播,但是受到干扰的可能性更大。而且在距离上受到限制更多。
尤其是后来开通了国际间传输以后,依靠在海底的电缆传输就成为了主要的技术,自二战结束以后,依靠海底电缆传输无线电信号。
冷战时期,美国害怕苏联切断他们海底电缆,干扰他们传播信号,而仅仅只依靠空间电离层传播,也会极大的影响效率。
在这种情况下,美国急于寻求一种安全稳定的无线电传输方式,军阀委托麻省理工学院在其林肯实验室进行试验,并提出一个想法,那就是利用在太空中分布4亿3000万根铜制偶极天线,让这些天线形成一个环状,这样即便是海底电缆被破坏以后,也能够通过空中这些天线传输信号。
由于地面卫星天线设置在美国西福特镇,因此这个计划被称为西福特计划。
1961年10月21日,美国开始试验,但第一次发射失败,直到两年后,也就是1963年5月9日才发射成功,不过按照后期计划来看,这首次发射成功针的数量应该没有预定数那么多,仅仅只是为试验用。
在实验中,西福特针所取得的效果不错,甚至成功用这些针来进行了实验。
不过谁也没有想到的就是,60年代以后,随着航空航天科技的发展,美苏两个大国先后将人造卫星送上太空,甚至进行了载人计划,这样一来飘荡在太空的西福特针,就对航天器造成了很大的威胁。
后来苏联严肃抗议美国这一行为,就连美国一贯的盟友英国后来也看不下去了。
而更为关键的就是,随着通讯技术的进步,加上通讯卫星得到了广泛的运用,西福特针成为了一种鸡肋,被美国放弃。
原本预计这些西福特针未来会自动坠入大气层烧毁,但事实上就是,这些针有不少仍然漂浮在太空中,成为了太空垃圾。
1966年12月19日联合国大会通过了《关于各国探索和利用包括月球和其他天体的外层空间活动所应遵守原则的条约》简称《外层空间条约》,就有关事项纳入条款,并被世界大部分航天大国所接受并认可。

漫步史书


上世纪60年代,正处于美苏争霸的关键时期,美国为了争夺太空站的主动权,同时为了获得更加稳定的地球无线电通讯信号,制定并实施了向太空发射数亿枚铜针的计划。

这张计划名为“西福特计划”,发射的铜针叫做“西福特针”,主要目的就是,将大量“西福特针”发射到太空轨道中,在地球上空形成环状针云,发挥这些铜针对于无线电信号的良好反射作用,改变当时无线电通讯信号质量不佳的问题。

(西福特计划中的地面控制天线)

“西福特针”实际上就是一个小型的铜质偶极天线,长度1.7厘米,横截面直径20微米左右。1961年,美国进行了第一次发射实验,结果不成功。1963年,继续实施第二次发射,最终把4.3亿根“西福特针”发射到地球3500-3800公里高的轨道上,形成的环状针云宽度8公里,长度38公里。

(西福特针)

这些“西福特针”发射以后,确实在一定时间内发挥了它们的作用,不过后来,随着通讯技术的飞速发展,以及人造通讯卫星的陆续发射升空,太空通讯网络日益成熟,“西福特针”的通讯技术就严重滞后,美国于是放弃了该计划。

按照预想的设计,“西福特针”在太空漂浮一段时间以后,就会因太阳辐射的压力而脱离既定轨道,3年时间内全部落入大气层焚毁。不过到现在,大部分的铜针仍然漂浮在太空轨道中,成为“太空垃圾”,对以后航天事业发展和卫星发射带来了很大的影响。

(地球上空的太空垃圾)


优美生态环境保卫者


答: 美国在太空竞赛方面经常有丧心病狂的计划。其中就包括了60年代提出的“西福特针计划”。

一、计划的背景

1957年苏联第一颗人造卫星发射成功,这给美国带来了很大的压力。我大美国怎么能在太空竞赛输呢?在冷战时期,远距离的国际通信主要由海底电缆和自然存在的电离层反射无线电进行。美军担心对万一被当时的苏联切断其海底,通信就很有问题。于是呢就把重心放在空天环境。于是60年代,美国开展了一项被称为“西福特计划”的太空部署。该计划由麻省理工学院受美国军方委托在其林肯实验室进行。

二、计划的实施

西福特计划(Project West Ford),别名西福特针(Westford Needles)或针计划(Project Needles),是一个通过在以近地轨道上散布金属针形成云状环来反射无线电信号,从而解决当时美军在通信方面存在的重大弱点的计划。计划试图将4亿3000万根偶极天线发射到轨道上形成云状环,改善远程通信条件。

1961年,美国开始了第一次的部署。试图将4亿3000万根的铜制偶级天线散布到地球的太空轨道上,但并没有成功,随后1963年第二次尝试,终于在轨道上散布形成人工的环状针云。天线的长度大多两厘米左右,加上非常细,酷似一枚针,所以该计划也被称为“针计划”。

三、针计划的后果影响

本计划散布的针状物分布于高度在3500公里到3800公里之间,轨道倾角在96度到87度之间的轨道范围,最终成为了太空垃圾 。根据当时美国联合国大使阿德莱·史蒂文森的说法,在太阳辐射压力的作用下,这些针将会在短短3年内离开轨道。但事实上直到现在仍有相当数目的针残留在轨道上,偶然才会返回大气层。

这项计划造成了全世界范围内的反对,特比是英国的无线电天文学者、光学天文学者与皇家天文学会一道对此次事件进行了抗议。苏联的《真理报》也以“美国玷污了宇宙”为论点进行了抗议。

“西福特针”发射以后,确实在一定时间内发挥了它们的作用,不过后来,随着通讯技术的飞速发展,以及人造通讯卫星的陆续发射升空,太空通讯网络日益成熟,“西福特针”的通讯技术就严重滞后,美国于是放弃了该计划。

这些被放弃的太空垃圾怎么办?

2013年,一些没有正确部署的偶极子仍然以团块的形式存在,为太空垃圾贡献了一部分力量,这些碎片被NASA轨道碎片项目办公室一直跟踪。随着时间的推移,数量逐渐在减少,因为它们偶尔会坠入大气层。截至2019年5月,已知仍有40团针在地区轨道上游荡。

四、空间宪法的通过

《外层空间条约》(Outer Space Treaty)又名《外空条约》,全称为《关于各国探索和利用包括月球和其他天体的外层空间活动所应遵守原则的条约》,1966年12月19日联合国大会通过,1967年1月27日开放供签署,1967年10月10日生效,无限期有效。该条约是国际空间法的基础,号称“空间宪法”,规定了从事航天活动所应遵守的10项基本原则。

这也是为了限制美国和当时的苏联不要在外层空间乱搞而做的规范。

从《条约》提出以来,世界各航天大国也都基本遵守了这个条约,不在地球轨道上部署核武器或者其他大规模的杀伤性武器。美苏也没有把核弹头部署到卫星,但他们都干了一件事——用“擦边球”的方式悄悄研发可在轨道上逗留的航天器,比如X-37B、航天飞机等均具备潜在的军事用途。

由于《条约》没有到期时间,而是无限期有效,10项基本原则是个宽泛的框架,具体落实依然要看各国是如何解读和选择的。航天活动发展至今,《条约》10项原则已经跟不上航天技术的发展了。从当前私营火箭发射、地外天体探索的角度看,制定进一步规范外层空间活动的国际公约迫在眉睫。这将是接下来要做的事情了。


南阁水哥


为什么美国在1960年代要向太空发射近5亿根铜针?

这次发射任务的时间背景是冷战时期,在那个时候,人们的远距离通信的方式还相对比较落后,主要是依靠埋藏在海底的电缆。在无线电通信方面,现代通信卫星还没有出现,人们还只能依靠电离层的反射进行。

由于海底电缆的安全性较低(容易被有针对性地破坏),美国迫切地需要稳定的无线电通信技术,然而当时的情况是,地球上空自然存在的电离层却达不到稳定通信的条件。怎么办呢?很简单,既然没有自然条件,那么就自己创造条件。

于是美国就启动了“西福特针”(Westford Needles)计划,该计划的目标就是,将大量能够起到良好反射作用的铜制偶极天线发射到太空轨道中,在地球上空人工制造一个环状针云,这样就可以利用这些铜针进行稳定的无线电通信了。

在接下的日子里,该计划的相关研制工作,在美国麻省理工学院的林肯实验室得以顺利进行,下图为“西福特针”计划中的铜针样品(长1.78厘米,直径25.4微米)大家可以感受一下。

1961年10月21日,“西福特针”计划的第一次铜针散布工作正式进行,却因为种种原因以失败告终,然而美国并没有就此放弃,在1963年5月9日,他们终于将近5亿根铜针(此次向太空发射的铜针比之前的更细,其直径只有17.8微米)发射到了距离地球3500至3800公里的太空轨道上,并利用设置在西福特镇的无线电设施,成功地进行了无线电通信实验。

(图为设置在西福特镇的无线电设施)

需要指出的是,美国的这次发射计划,实质上是给地球上空增加了数量巨大的细小物质,很显然,这会给人类后续的航天计划制造不小的麻烦,因此“西福特针”计划在世界上受到了很多质疑和反对,甚至还有人将“西福特针”计划斥为“玷污了宇宙的行为”。迫于来自各方的压力,“西福特针”计划最终没有得到进一步的实施,那么时至今日,美国曾经向太空发射的近5亿根铜针又是什么情况呢?

根据设定,这些铜针会在太阳辐射的压力下偏离自己的轨道,然后掉入地球的大气层,并在高温中烧毁,整个过程大约需要3年的时间。但是事实上却并不是这样,根据实际观测,随后的日子里,这些铜针只有一部分返回了大气层,直到今天,仍然还有相当数量的铜针残留在太空中,成了不折不扣的太空垃圾。


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