如何在太空中躲避子彈:猛踩油門快速躲避
到太空去不是件容易的事。在太空中躲避子彈則更困難。
由於粗心和衛星碰撞,地球大氣層雜亂分佈著50萬件碎片(應該是近地軌道,仍在大氣層內)。它們的速度達到17500英里每小時——是子彈速度的10倍。在那個速度下,一個高爾夫球就可以破壞一個衛星系統。
NASA並沒有忽視太空垃圾的危險性,尤其是需要保護國際太空站和生活在裡面的太空人。事實上,這個月,NASA就不得不移動國際太空站,來避免一場潛在的碰撞。NASA是如何做的呢?
第一步:監視碎片
事實上,這並不是NASA的工作。絕大多數的碎片監測由美國空軍負責。通過他們的空間監視網路(Space Surveillance Network),空軍能夠追蹤15000件高速移動的太空垃圾。這套網路由30個雷達和固定望遠鏡組成,動態記錄著衛星數據。
每天,空軍要進行40萬次核對,以保證它們在預測的軌道上。知道太空碎片的位置有多重要?據NASA所說,在軌道速度下,一小塊碎片就足以損壞一艘飛船。
不過,從去年開始,追蹤碎片正變得越來越困難,卻又越發重要。財政預算減縮讓空軍不得不關掉Space Fence系統,包含佔到整個網絡系統40%的一系列雷達。
Space Fence系統用於主動檢測新活動,而不是追蹤已知物體。沒有了它,使得檢測碰撞產生的大碎片變得更為困難。新的更好的Space Fence系統預計與2018年部署。而當下,NASA稱現有的追蹤足以保證飛船的安全。
第二步:評估風險
每隔8小時,追蹤人員便會核對一次太空站的軌道與可能造成危險的垃圾碎片。如果碎片會在一定距離內通過,他們便會警告NASA。比如,2013上半年,就有67起類似警告。
一道收到警告,NASA便會開始處理數據。科學家們會試著計算出物體是否會通過所謂的「披薩盒」,太空站上下各一英里,兩邊長15英里的區域。
如果物體有可能進入該區域,NASA便會開始和俄羅斯夥伴們制定計劃。如果碰撞幾率有十萬分之一,那麼太空站要進行必要的移動,除非任務妨礙移動。碰撞幾率達萬分之一時,便需強制移動。
NASA說,制定一次移動需要大概30個小時。移動措施會在碎片到來的前幾個小時之前執行。
第三步:讓路
實現這一目的有多種方法。太空站上的陀螺儀能夠讓太空站調整姿態,面向軌道。推進器能讓太空站進入另一個軌道。除此之外,NASA還可以使用附在太空站上的飛船推進系統來改變位置。
為了計算合適的推進量,NASA需要精確最重太空站的質量,這取決於停靠在太空站上的飛船。在進行移動前,NASA會再次與碎片追蹤員核對,保證太空站不會撞上其它碎片。
在一些極端例子下,直到最後一刻才發現碎片,那時,NASA便會執行PDAM預案(Predetermined Debris Avoidance Maneuver),猛踩油門,以每小時秒0.5公尺的速度,讓太空站到達另一個地點。如果這也沒轍,那麼機組人員便會躲進聯盟號逃離倉。
整個移動過程都由地面控制,太空人無需動手。事實上,在這個月早些時候的碎片躲避中,太空人都還在睡覺,地面工程師已經把他們移到了安全的地方。
NASA說,不大可能有撞擊,不過3月6號執行的7分鐘規避,讓我們看到了1979年俄國衛星碎片的「健康的邊緣間隙」。
工程師們用停靠在太空站上的俄國進步號54飛船上的推進器,把太空站的高度提升了半英里。垃圾碎片在足夠遠的距離外安全通過,NASA說。
接下來是什麼?會到第一步,追蹤下一個可能撞擊到太空人的垃圾碎片,並在它到來之前給它讓路。
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