回覆列表
  • 1 # 力學Nerd王小胖

    太空垃圾完全不會有任何正面的作用,太空垃圾的存在,百害而無一利。下面,我就簡單分析一下原因。

    1、太空垃圾的來源

    在人類探索太空之前,地球附近的空間是比較乾淨的。除了偶爾幾個流星劃過,幾乎沒有其它物體漂浮在地球周圍。然而,伴隨著人類對宇宙的探索,太空垃圾隨之產生。維基百科中,太空垃圾指的是,在地球軌道上執行的不具備任何用途的人造天體。

    這些人造天體,大多來自於歷次的火箭發射任務,包括火箭本體及分離碎片(下圖)、失控的人造衛星等。自從蘇聯發射第一顆人造衛星以來,全世界各國共執行了4000次以上的發射任務,產生了大量的太空垃圾。

    火箭發射產生的太空垃圾,由於地球引力的作用,軌道會產生不同程度的衰減,最終都會掉入地球。實際上,超過4000多次的發射任務,絕大部分火箭碎片都已經落入大氣層燒然殆盡。不過,不同的太空垃圾其軌道和速度都不一樣,所以目前仍然存在著超過4500t的太空垃圾,這部分太空垃圾軌道衰減非常慢。史上最悠久的太空垃圾是美國1958年發射的尖兵1號人造衛星。

    除了火箭發射本身和失控衛星帶來的太空垃圾,美國在上世紀60年代執行過一個作死計劃——西福特計劃,人為將4億3000萬根銅製偶極天線散佈在軌道上形成雲狀環,從而反射無線電訊號以便海外的美軍能更好地與本國聯絡。美華人說這些針會在3年內掉下來,事實是直到現在仍有大量的針殘留在軌道上。

    冷戰時期,美蘇兩國製造了大量的太空垃圾,而且還不是正常的發射火箭產生。兩國執行反衛星武器試驗,透過武器摧毀對方衛星。實驗過程中產生了大量太空垃圾。後來,兩國都認識到,這種方法是殺敵800,自損1000。這麼多的太空垃圾,會嚴重影響以後的正常火箭發射任務。

    2、太空垃圾的執行軌道

    太空垃圾的軌道一般在300-450公里,軌道速度在7km/s-8km/s。此外,在地球靜止軌道上(36000km),軌道速度約3km/s。

    我們知道,地球附近的太空,其實也是存在大氣的,只不過距離越遠,大氣越稀薄。很多太空垃圾的軌道衰減原因就是大氣的消耗。因為正常情況下,太空垃圾執行軌道和執行速度匹配,地球引力提供向心力,讓太空垃圾永遠執行下去。但是,外太空的大氣實在太稀薄了,軌道的衰減時間非常長。

    一些體積較大的太空垃圾,由於在執行過程中,姿態一直髮生著改變,在重力的作用下,最終會產生“潮汐鎖定”的現象,這個過程中會消耗一部分的能量,會使得速度減慢,軌道變高。不過這個效果實在太微弱了,幾乎可以忽略。此外,地球也不是正球體,太空垃圾執行過程中,重力的方向始終會有變化,執行軌道會從正圓慢慢變成橢圓。那麼在近地點的時候,由於大氣層的阻力,會讓太空垃圾最終掉進地球。

    3、太空垃圾的清除

    太空垃圾幾乎都是體積較小的碎片,自身質量並不大。但是由於執行速度非常大,一旦發生撞擊,相對速度非常巨大,會直接造成火箭爆炸。就像正常飛行的飛機,非常害怕鳥撞一樣。太空垃圾巨大的動能,足以撞毀一架火箭、一個衛星。據計算一塊直徑為10釐米的太空垃圾就可以將航天器完全摧毀,數毫米大小的太空垃圾就有可能使它們無法繼續工作。目前,美國、俄羅斯,以及日本等國都建立了太空垃圾檢測系統,對10cm以上的太空垃圾進行編號、監測,已經編錄的10cm以上的天空垃圾9000餘個。毫米級的太空垃圾更是數不勝數。

    實際上,除了監測,太空垃圾很難清除,特別是毫米級的。大體積的太空垃圾,可以透過主動抓取的方式帶離軌道,如上圖。這種方法也是可行性較高的。2016年,中國就曾採用這種方法,對空間碎片進行抓取清理。

    4、太空垃圾保護不了地球

    正如上面所述,體積較大的太空垃圾由於軌道衰減較快,大多已經掉下來了。剩下的都是一些小體積的太空垃圾,這些太空垃圾雖然自身動能非常巨大,但是也攔不住隕石的撞擊。因為隕石質量都是以噸計,而速度跟太空垃圾一個數量級。所以,相對來講,太空垃圾的那一點點動能,對於隕石的動能來說猶如蚊蟲叮咬,根本無關緊要。

    只有當太空垃圾尺度到了月球的大小,方才有可能保護地球。實際上,月球默默地位地球擋住了多少的天外來客,月丟地表的撞擊坑就是證明。只有大質量天體,才能產生足夠巨大的引力,將隕石的軌道拉偏。

    5、總結

    太空垃圾主要是人類探索太空過程中,火箭、衛星等等產生。大多數垃圾都由於軌道的衰減而掉入大氣層,不過仍有相當可觀的太空垃圾殘留外太空。這部分太空垃圾體積小、質量輕,但是速度非常快,具有非常巨大的破壞性和不確定性,特別是那些毫米級的太空垃圾。這些太空垃圾自身質量太小,完全不會對外來天體產生引力,起不到保護地球的作用。相反,遍佈地球軌道的太空垃圾會成為火箭發射的主要障礙,阻擋人類探索太空的步伐。

  • 2 # 只看經典之作

    根據新聞媒體的報道,和一些外太空國際組織對外發布的報告,現在的太空垃圾大多數是由一些國家發射失敗的發射器碎片,及一些國家航天器過時後無法收回而漂流在太空形成太空垃圾,還有一些國際太空站向外丟棄的太空垃圾,自從人類進入太空時代,人類向太空發出的衛星,航天器數量達到幾千臺,發射失敗和效能過時後形成大量的太空垃圾,這太空垃圾沒有被地球自轉軌道甩出,是漂流在同步軌道上,這種太空垃圾不斷增加,會引起一些同步軌道的航天器的安全,還會被地球重力吸引逐步下降,最後會墜入大氣層中落在地球上。它們與流星相比話是石頭與雞蛋的關係,流星的軌道很難測量,它的速度遠遠超過同步軌道地球速度,一般情況下,只要不太接近地球軌道,不被地球重心力吸引則不會改變原本的軌跡,會與地球擦肩而去,如果不幸比地球的重力吸引改變軌跡衝向地球,這些太空垃圾也不會起什麼作用,在絕對的宇宙速度面前這些太空垃圾不但起不到遷引作用,還可能會受到撞擊以後,改變同步軌道的漂移反而向地球降落,形成二次災難,而流星進入地球大氣層,由於大氣的摩擦力作用下,會被大氣減緩速度,摩擦力引起的高溫會讓流星燃燒和分解,越接近地球的表面,大氣壓力越大濃度越高,阻力成倍增加,這時在外太空可以以超越宇宙速度飛行的流星,在接近地球軌道後進入大氣層下方就向一拳大到海綿上的感覺,不但速度會被降低,摩擦裡引起的高溫會讓流星自我分解和燃燒,到地球表面時形成的破壞力會被大大折扣,但有時也要看流星的體積大小,據說俄羅斯的通古斯大爆炸形成的破壞力是廣島原子彈的1000倍,而湖底還形成一個有規則的隕石坑, 其650公里外都有震感,如果碰見這種規模的流星入侵,在同步軌道的地球太空垃圾根本起不任何作用,地球最好的保護層是大氣層,可以減緩一切未來太空入侵物體的速度,這種天然的保護層地球的鎧甲。

  • 3 # 宇宙v空間

    首先感謝邀請。我們的宇宙誕生於138億年前的大爆炸,如果沒有那場大爆炸,今天世界將不復存在,你我也不會出現。地球是人類賴以生存的家園,如果沒有這個星球的存在,那麼地球上的所有生命都將徹底的完蛋。隨著科學技術不斷的在飛速發展,我們的生活變得越來越方便,同時我們對宇宙的探索也越來越進步,無休止的探索就會帶來一些意想不到的後果,比如說太空垃圾。

    在地球的上空,那裡是空無一物的太空,但是,這並不是表示它是一個安全的地方。因為這裡邊存在著無數顆太空垃圾碎片,並且這些碎片的速度非常非常的快,達到了每小時數萬公里。在速度快的作用下,一顆直徑僅僅只有5cm的太空垃圾就能摧毀掉一顆人造衛星。目前來看,受到這些垃圾影響的因素正在逐漸的增多,因此科學家們也越來越重視它。

    和地球上的垃圾不同,如果人類對這些太空垃圾放任不管的話,它們將會越堆越多,甚至有可能他們會組成一個我們所說的地球環,而這對於人類的未來探索中,帶來巨大的危險。我們知道太空垃圾都是位於上層空間,那是一個遭遇輻射的空間,如果我們想要清理這些太空垃圾,我們只能採用機械化的處理方式。

    如果在這期間宇航員執行出艙任務的話,不小心被一顆太空碎片擊中的話,那麼就連宇航服也無法保障他的生命。所以清理太空垃圾依舊是一個不小的任務,以目前的科學技術來看,人類還無法實現這一目標!

    科學家認為大量的太空垃圾堆積。會對宇航員航天器和人造衛星帶來巨大的影響,而這些碎片甚至有可能會給帶來次生災難,隨著太空垃圾越來越多,它們更多的會像流星雨或者隕石雨墜落到地球上,從而給我們的生活帶來影響。目前世界各國都出臺了對付太空垃圾的方法,不過這些方法可能會在未來才能實現。

  • 4 # 雜學道人

    這個作用肯定是有的。但其實這個作用也是雞肋,為什麼呢?

    首先,一般的流星,如果體積比較小,即使被地球引力俘獲,在進入大氣層之後,就會被燒燬,這樣的流星,有沒有太空垃圾的保護都不影響。

    其次,很大的天體衝擊過來,太空垃圾的抵擋作用基本上為零,還是會撞向地球。

    最後,大量的太空垃圾也會影響到人類製造的衛星、飛行器等的安全。

    綜上所述,太空垃圾還是清理了最好。

  • 5 # 理性科普者

    太空垃圾又稱軌道碎片,是宇宙空間中除正在工作著的航天器以外的人造物體,如運載火箭碎片、航天器產生的碎片、報廢的衛星、航天器表面脫落的材料、航天器逸漏出的固體和液體材料、火箭和航天器爆炸或碰撞產生的碎片等 。

    垃圾概況。目前,全世界各國共執行了超過4000次的發射任務,產生了大量的太空垃圾,其中大部分落入大氣層燃燒結束,但仍有超過4500噸的太空垃圾留在軌道上。前蘇聯曾進行了19次衛星攔截、爆炸試驗,給太空帶來了500~1000塊大小不等的碎塊垃圾。美國有7枚火箭在軌道上爆炸。歐洲發射的"阿麗亞娜"火箭剛進入軌道就發生爆炸,產生了大於10釐米的垃圾就有564塊,小於10釐米的有2300多塊。1982年,宇航員瓦倫丁•列勃捷夫在太空行走時,減壓艙內的一些螺栓、墊圈和鉛筆,不慎被吸入太空,成為太空垃圾。還有一些宇航員把生活垃圾丟入太空,人類在太空中驚訝地發現宇航員的手套。在近地空間中,飄浮著許多火箭的殘骸(如金屬外殼、運載火箭的殘體、發動機部件等)。

    太空垃圾的屬性。太空垃圾在300-450公里的近地軌道上,一般以每秒7-8公里的速度執行。在36000公里高度的地球靜止軌道上則以每秒3公里的速度高速運動,碰撞時的相對速度可以達到每秒10公里以上。因此,具有巨大的破壞力。據計算一塊直徑為10釐米的太空垃圾就可以將航天器完全摧毀,幾毫米大小的太空垃圾就有可能使航天器無法繼續工作。

    據不完全統計,太空中現有直徑較大的太空垃圾有九千多個,微小顆粒垃圾則數以百萬計。使科學家煩惱的是,太空垃圾相互碰撞又產生更多的微小垃圾。科學家計算,清理太空軌道上的垃圾需要5年的時間,需要各國共同合作。2011年9月1日,美國的一份研究報告顯示,在地球軌道上的太空垃圾數目已達到臨界點,相撞的機會大增,威脅著1000多個的人造衛星安全。

    瞭解太空垃圾的有關知識,就可以回答這個問題了。

    這是一個碰撞問題。流星與太空垃圾碰撞,不僅涉及到向量(方向)問題,還涉及到碰撞的二個物體的質量問題,而動量是物體質量和速度的積。用動量知識解答問題比用動能或力與運動的關係或牛頓運動定律要合適。

    由於太空垃圾都在地球一定的軌道上,即圍繞地球做圓周運動,其萬有引力是圓周運動的向心力,其動量方向是圓周上各點的切線方向。

    第一種情況,太空垃圾的動量方向與流星的動量方向恰好在同一條直線上。小機率事件。

    1、如果流星的動量大於太空垃圾的動量,太空垃圾就會獲得更多的動量,太空垃圾就會脫離原來的軌道,與流星一起進入大氣層被燒燬,如果垃圾被撞解體,垃圾碎片更易被焚燬,但可能形成更多的太空垃圾碎片,不排除有大塊的垃圾與流星一起落到地球的表面。當然,垃圾和流星一起焚燬是最理想的。可以說機率幾乎為零。

    2、如果流星的動量等於太空垃圾的動量,流星就會把自己的動量傳遞給太空垃圾,流星就可能變成太空垃圾繞地球轉動,也可能垃圾和流星共同脫離軌道,也可能進入大氣層中焚燬。不排除有殘留落到地球的表面。

    3、如果流星的動量小於太空垃圾的動量,太空垃圾有可能“收留”了流星,自己的動量有所增加,軌道降低或脫離軌道進入大氣層中“玉石俱焚”。

    第二種情況,太空垃圾的動量方向與流星的動量方向不在同一條直線上。在發生碰撞的情況下,是大機率事件。

    這種情況,流星和太空垃圾都有動量,發生碰撞時,二個物體的動量的向量和決定碰撞後的運動狀態。二個物體的動量肯定都會有所改變,流星會改變原來的運動狀態,對於太空垃圾來說,降低軌道、整體進入大氣中焚燬、解體後進入大氣中焚燬都有可能,不排除有大塊的太空垃圾落到地面。

    實際情況,在垃圾執行的軌道上,垃圾撞擊人造飛行器的機率都比較小,更談不上流星能夠撞擊垃圾了,另外,利用太空垃圾阻擋流星存在有較大的風險,根據上面的分析,可以形成更多更小的太空垃圾,危害大,由於太空垃圾在空間分佈的密度小,不是人工干預,太空垃圾阻擋流星的機率非常低。謝謝閱讀。

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 男朋友覺的秒回我訊息很累,是什麼意思?