此前我们曾经分享过一个话题,那就是中国空间站、国际空间站因为太阳耀斑爆发产生的超大地磁暴现象而出现轨道加快衰减的情况。
也就是在大地磁暴现象的影响下,这些航天器被拖拽到大气层,飞行高度有所下降。
现在,
【菜科解读】
事实证明,在近地轨道飞行风险系数是比较高的,外太空环境极其恶劣,航天器经常会受到宇宙辐射、空间小碎片、空间小颗粒的威胁。
此前我们曾经分享过一个话题,那就是中国空间站、国际空间站因为太阳耀斑爆发产生的超大地磁暴现象而出现轨道加快衰减的情况。
也就是在大地磁暴现象的影响下,这些航天器被拖拽到大气层,飞行高度有所下降。
现在,外太空又出现了一个新的问题,对在近地轨道飞行的各种航天器来说是一个潜在的威胁。
事情是这样的,在6月26日,俄罗斯废弃的遥感卫星资源1号(Resurs P1)在飞行过程中意外发生爆炸解体,产生了几百块碎片,这些碎片成为了太空垃圾。
根据有关部门的监测,在大约500公里的轨道高度至少产生了250块碎片。
这些碎片到处乱发,可能会在轨道上停留几周到几个月时间,最后有一部分碎片会坠落大气层烧毁。
而这些碎片在外太空飘荡的过程中,可能会给包括国际空间站、中国空间站以及各种卫星构成一定的威胁。
目前,俄罗斯方面暂时还不确定到底是什么原因导致这颗卫星发生爆炸解体,不过目前主流的观点任务,可能是外部撞击导致事故的出现,比如说可能是其他的太空垃圾碰撞到了这颗卫星,导致这颗卫星发生了解体,而卫星解体后就产生了大量碎片。
不过,从目前的观测情况来看,这颗卫星并没有完全解体,它的主体还在,只是正以2-3秒的周期快速旋转,这说明了应该就是外部撞击导致解体的。
这一颗卫星很可能是被外部撞击导致解体的,这其实也向我们说明了一个事实,在外太空飞行的航天器有时候可能会被其他的碎片碰撞到,包括我们的空间站、飞船都可能会面临这样的风险。
而现在这颗卫星产生了超过250块碎片,可能还有很多碎片尺寸比较小没法监测到,所以在近地轨道的风险系数有所增加了。
中国空间站怎么办
看到近地轨道突然多出数百个太空垃圾,这些太空垃圾对于各种航天器来说是潜在的威胁,而中国空间站内有3名航天员正在执行飞行任务,在这样的情况下,我们的空间站该怎么应对呢?
1、主动规避。
也就是说,当我们发现有一些尺寸比较大的太空垃圾朝着空间站的方向飞过来,可能会与空间站发生碰撞时,我们的空间站就会启动发动机进行变轨来避开这些太空碎片。
在长时间运行过程中,中国空间站、国际空间站经常会进行变轨。
在2021年7月1日和2021年10月21日,中国空间站就曾经进行了2次变轨,当时美国SPaceX公司的2克星链卫星变轨靠近我们的空间站,威胁到空间站的正常运行,所以我们就积极采取了规避的措施来避开这些星链卫星。
除了因为规避其他卫星、太空垃圾需要进行变轨外,中国空间站、国际空间站也会经常根据飞行情况进行轨道的调整。
因为这些航天器飞行时间很长,而近地轨道依旧存在稀薄的空气,空气阻力不能忽视,在这样的情况下,空间站组合体的飞行轨道高度每天都在下降。
当下降到一定的高度后,就需要启动发动机进行加速提升飞行轨道。
所以,中国空间站进行机动变轨是常态化的事情,在这方面的技术也很成熟、可靠,完全有能力躲避那些能够监测到的太空垃圾。
2、待命飞船保驾护航。
当中国空间站内有航天员执行飞行任务时,地面就会有一艘新的飞船处于待命状态,如果空间站、飞船遇到太空垃圾碰撞或者其他的威胁,航天员的安全受到威胁时,处于待命状态的飞船就会马上执行发射任务,去执行救援任务。
当前在中国空间站内执行飞行任务的是神舟十八号航天员乘组,所以处于待命状态的就是神舟十九号飞船。
神舟十八号飞船已经在轨飞行2个月了,神舟十九号飞船也已经处于待命状态2个月时间。
如果一切都顺利的话,在10月份神舟十九号飞船就会从待命状态转入发射状态,去执行下个阶段的飞行任务,而神舟二十号飞船就会进入待命状态,为神舟十九号航天员乘组保驾护航。
所以,我们的空间站还是有很多应对措施的,大家完全不需要担心。
毕竟,在近地轨道存在无数太空垃圾,这在设计、制造之初,工程师们就已经考虑到了这方面的问题,飞船、空间站内有一些区域的防护能力更强,能够更好地保护航天员。
一颗北斗卫星离奇消失
当然,仅仅是通过主动规避等方式来应对这些太空垃圾也不是长久之计,因为未来卫星数量会越来越多,意味着未来太空垃圾也会越来越多,我们需要有更多的手段来应对这些太空垃圾的威胁。
现在很多卫星、探测器、火箭在设计的时候都已经考虑到了太空垃圾的问题,所以当一些航天器即将结束使命时,工程师们就会控制它们,让这些航天器受控坠落地球,在大气层中剧烈燃烧,避免长时间滞留在近地轨道。
由于是受控坠落,所以我们可以控制中心废弃卫星坠落到无人的区域,例如海洋。
现在的卫星可以实现这一点,但是在早期发射的卫星就不具备这些能力了,它们早就已经失去了控制,变成了到处飘荡的太空垃圾。
如果任由这些废弃卫星在近地轨道飘荡几年、十几年、几十年甚至更长时间,肯定会给其他航天器造成威胁。
所以我们需要想办法解决这些废弃多年的航天器。
此前,我国的实践21号卫星就曾经捕获了一颗已经失效的北斗二号G2卫星,并进行机动变轨提升飞行轨道高度,将这颗报废的北斗二号G2卫星送到了墓地轨道。
在完成这一次任务后,实践21号卫星再次变轨回到地球静止轨道。
在太空中捕获卫星,还要将其拖到其他的轨道,最后自己又要返回原先的轨道,其实是很难的。
因为这些航天器的飞行速度都相当快,稍有不慎都可能会发生碰撞,一旦碰撞可能会导致卫星解体,产生更多的碎片。
这也说明了我国在这方面的技术很先进,所以当时很多国家都感到震惊不已。
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编辑:星城
比如说有人就提出了这样一个问题:既然木星是气态行星,那如果把木星上的气体全部吹走,会有什么结果呢?下面我们就来讨论一下。
首先要讲的是,所谓的气态行星并不是指全部是由气体构成的行星,而是指不以岩石或者其他类型的固体为主要成分、没有确定的固态表面的行星,也就是说,气态行星也是可以拥有固态核心的。
那么木星到底有没有固态核心呢?其实这个问题的答案也是科学家们很想知道的。
尽管以人类当前的科技水平,暂时还不能直接进入到木星深处去直接探索,但通过探测器在木星附近收集到的数据,我们还是可以间接猜测出木星的内部结构。
如上图所示,在探测器飞越木星的过程中,其发出的无线电信号会因为木星的引力变化而出现细微的多普勒频移,通过大量对照探测器的实际轨道和理论轨道的差异,就可以构建出木星的重力场模型,进而猜测出木星内部的质量分布。
科学家根据“先驱者10号”、“旅行者1号”、“旅行者2号”、“伽利略号”、“朱诺号”等多个探测器传回的数据猜测出,木星很可能存在一个由重元素构成的固态内核,其质量在地球的12倍至45倍之间注:这里的重元素是指比氢和氦更重的元素。
因此科学界普遍认为,木星应该有一个致密的固态核心,其外包裹着大量的氢和氦注:木星主要由氢和氦构成,其中氦占其质量的大约4分之1,其他的绝大部分都是氢。
由于随着深度的增加,木星上的物质会逐渐变得更热、也更致密,因此木星的结构应该是:最外层是气态的氢和氦,当深度增加到一定程度时,氢和氦就以液态存在,而在更深的位置,极端的压强会将氢原子中的电子“挤”出来,使得它们像金属一样可以导电,这种状态的氢也被称为“金属氢”,在此之下就是木星的固态核心大概如下图所示。
据此我们可以得出,木星上层的气体一旦消失,木星上的那些原来处于高压状态下的液态氢、液态氦以及“金属氢”都会因为失压而转变成气体,在这种情况下,如果把木星上的气体全部吹走,其结果就是木星会失去几乎所有的氢和氦,只剩下一个比原来小得多的固态核心。
值得一提的是,虽然我们人类目前并没有能力把像木星这样的气态行星上的气体全部吹走,但宇宙中那些能量巨大的太阳却可以做到。
从理论上来讲,假如一颗气态行星与其主太阳的距离太近,它的气体就会被主太阳不断地剥离,久而久之,这颗气态行星就会只剩下一个固态核心如果它有的话,科学家给这种奇特的天体起了一个奥秘的名字——“冥府行星”Chthonian planet。
有意思的是,我们有可能已经发现了一颗“冥府行星”。
这颗星球被命名为“TOI-849b”,距离地球大约730光年,由“凌星系外行星巡天卫星”TESS于2020发现,其主太阳被命名为“TOI-849”,是一颗与太阳相似的黄矮星。
观测数据表明,“TOI-849b”的体积与我们太阳系中的海王星差不多,但它的质量却大约是海王星的2.3倍,地球的39.1倍,密度约为5.2克/立方厘米,与像地球这样的岩石行星相当。
另一方面来讲,“TOI-849b”距离它的主太阳非常近,以至于其表面温度可以高达1530摄氏度左右,并且大约每18个小时,它就会完成一次公转。
所以我们可以做一个合理的猜测,“TOI-849b”曾经是一颗与木星相似的气态行星,后来因为某种原因迁徙到了距离其主太阳非常近的轨道,在此之后,它的气体就持续地被主太阳“吹”走,最终演化成了一颗“冥府行星”,而这也很可能就是木星上的气体被全部吹走后的结果。
好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。
比如在太阳系内,水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星就是属于行星,而冥王星,则和谷神星、阋神星、鸟神星等一起属于矮行星。
穿越木星在太阳系内,位于火星和木星轨道之间还存在着数以十万计的小行星,我们称为小行星带。
当然,我们人类最为关注的还是八大行星,我们根据八大行星的物理性状可以分为两类,一类是和地球一样具有固体表面,岩石行星,称为类地行星,包括水星、金星和火星。
太阳系示意图另外一类就是和木星一样,是有气体来组成的行星,在太阳系内包括木星、土星、天王星和海王星,这些行星和类地行星来比,通常具有体积和质量更大,但是由于是气体组成,所以往往平均密度较小。
那么,既然木星是气态行星,那么我们人类发射的航天器,包括宇宙探测器,或者将来有可能发射的宇宙飞船,能不能直接穿过木星?太阳系八大行星目前来看,人类发射的航天器很难穿越木星,我们这里假设我们从木星的中心穿过。
虽然木星是一颗气态行星,那只是表明木星的主要组成成分是气体,主要是氢和氦,从木星的结构来看,最外面是包围整个木星的大气层,充满着气体,而且在不停的运动之中,形成气体旋涡,比如著名的“大红斑”。
木星南极洲而在木星大气层之下,随着越往木星内部,压力越来越大,气体被不断压缩,形成了液态金属氢,这需要的压力相当于25万个地球大气压,我们要用什么材料才干承受这种压力呢?如果再往木星内部前进,到了木星的中心,我们猜测虽然木星是一颗气态行星,但是其中心是有一个岩石核心,由硅酸盐和铁来组成。
所以在物体状态下,木星内部的高温、高压,以及岩石内核都不支持航天器穿越它。
木星内部结构木星在行星分类上,是一颗气态行星,但是这里的气态,并不是我们地球上所想象的像我们的大气层一样的气体。
我们知道,就算是地球上的大气层,当天宫一号从宇宙坠落,经过大气层时,也会因为剧烈摩擦而燃烧,更何况是更为稠密的木星大气层,所以,以目前的人类技术,别说穿越木星,连木星大气层这一关都过不了。
木星探测器“朱诺号”人类的认知是有限的,我们只能在现有的条件下进行假设,就像农业社会时期的人类,也无法想象现在的互联网时代。
那么,我们说无法穿越木星,也是基于当前的认知,说不定在将来,人类科技进步,就能实现。
朱诺号发射升空