2012年8月,美國發射了重約600公斤的范艾倫探測器A和孿生探測器范艾倫探測器B,這兩個探測器用來研究地球輻射帶,了解太陽活動是怎么影響衛星、宇航員乃至地球上的通信、導航和電網等系統的。
這兩個探測器的設計壽命只有2年,但是它們都超期運行,其中范艾倫探測器A運行到2019年10月,范艾倫探測器B運行到2019年7月。雖然已經退役了好幾年時間,但是它們結束任務后沒有馬上返回地球,而是繼續留在近地軌道飄蕩。
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在沒有意外的情況下,這兩個探測器原本可以留在近地軌道飛行到2034年時間,因為它們的飛行軌道相對高一些,在發射升空后它們進入遠地點達到18900 英里(30415 公里)近地點384英里(618 公里)的高橢圓軌道運行。由于軌道比較高,速度衰減相對較慢,所以完成任務后還能留在太空很長時間。
原本它們還能繼續飛行10來年時間,但是在過去這幾年時間內太陽活動比較活躍,導致其中一個探測器提前墜落地球了。
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在3月9日,美國太空部隊就表示范艾倫探測器A準備墜落地球。當時NASA表示這一個探測器重返地球時基本上會化為灰燼,部分零部件可能沒法完全燃燒殆盡掉下來,但是對地面人員造成傷害的可能性很低,大約為1/4200。
風險很低的原因是地球表面積大約有71%是海洋,除此之外,還有很大一部分陸地面積都是沙漠、荒漠這些荒無人煙的地區,這些太空垃圾砸到人的概率相當高,大部分情況下都是掉到大海或者掉到無人區。
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正如美國太空部隊所預測的那樣,這個探測器在當地時間3月11日上午重返地球,進入大氣層后劇烈燃燒起來化為灰燼,結束了長達14年的飛行任務。
而范艾倫探測器B的情況相對好一些,雖然也沒法飛行到2034年了,但是在2030年之前應該都不會墜落地球。
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大量星鏈衛星掉下來
最近這幾年,很多衛星都提前結束使命墜落地球,范艾倫探測器A只是其中一個,去年大量星鏈衛星突然加速墜落地球成為了熱搜的話題,在幾年時間內,就有上千顆星鏈衛星掉下來了,當時引發了大家的關注、熱議,很多人都覺得不可思議。
因為星鏈衛星的設計壽命大約為5年時間,就算沒法全部運行5年以上,沒有故障的情況下,一般也可以運行三四年時間。第一批發射的星鏈衛星在第二年就掉下來了,后來的幾年時間內,星鏈衛星掉下來的數量急劇上升。
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事情是這樣的,星鏈衛星在2019年才開始發射,在2020年就掉下來2顆星鏈衛星,隨后在2021年有78顆星鏈衛星掉下來,2024年掉下來的星鏈衛星數量達到了316顆。
大量星鏈衛星接連掉下來,引發了科學家的關注,這些星鏈衛星到底遇到了什么,為什么突然大量掉下來了?是不是遇到了什么神秘的力量,這些星鏈衛星被“控制”墜落地球?
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其實不是的,大量星鏈衛星加快墜落地球的原因和范艾倫探測器A遇到的情況是一樣的,罪魁禍首都是太陽活動。
當前太陽處于第25個活動周期,這一個活動周期大約是在2019年開始的,太陽活動周期開始時,太陽活動水平相對比較低,隨后太陽活動水平逐漸上升,越來越活躍,到2024年差不多就達到了當前這個太陽活動周期的高發期,在2024年前后頻繁爆發太陽活動,隨后太陽活動的活躍水平又開始減弱。
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可能有一些網友表示太陽活動的爆發怎么就影響到這些在近地軌道飛行的衛星、探測器呢?太陽活動不會直接摧毀這些衛星、探測器,但是會加速這些航天器結束使命。
因為太陽活動爆發時會釋放出更多的能量,地球有濃密的大氣層,太陽活動爆發時釋放出的能量來到地球,地球大氣層就會吸收更多的熱量。
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在吸收更多熱量后,地球大氣層就會向外太空膨脹。原本近地軌道就存在稀薄的空氣,航天器在環繞地球飛行時也會遇到一定的空氣阻力,不過這個空氣阻力比較小。在太陽活動的影響下,地球大氣層向外擴散,近地軌道的空氣密度就增大了,航天器受到的空氣阻力就增大了。
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這些衛星、探測器設計的時候也考慮到了空氣阻力的問題,科學家能夠大致計算出近地軌道航天器的運行時間,而太陽活動頻繁爆發時就會打亂航天器的壽命。因為空氣阻力增大以后,航天器的速度就會加快衰減的速度,速度降下來了自然就沒法維持原來的飛行高度了,于是就會提前掉下來。
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星鏈衛星的飛行高度一般都不會很高,這些低軌道衛星一般都是在160公里到2000公里的高度運行,由于飛行高度比較低,所以在太陽活動頻繁爆發時,星鏈衛星受到的影響是比較大的。這是為什么星鏈衛星在過去幾年時間內大量掉下來的原因。
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中國空間站怎么應對
中國空間站、國際空間站也是在近地軌道飛行,星鏈衛星以及其他一些低軌道的衛星都會提前掉下來,為什么中國空間站飛了4年多時間,國際空間站飛了20多年時間,它們卻不會掉下來呢?
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這并不是說空間站不會受到太陽活動的影響,太陽對近地軌道航天器的影響是沒法避免的,無一例外。我們的空間站能夠飛行這么長時間,主要就是每隔一段時間就會發射貨運飛船,把一些物資送到空間站進行補給,貨運飛船攜帶的物資中就有燃料。
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簡單地說,就是貨運飛船去給空間站“加油”,在完成“加油”后,空間站就能在必要的時候啟動發動機,借助發動機的推力進行加速。
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大家也知道,航天器能夠在太空長時間飛行就是因為他它們的速度足夠快,當空間站的飛行速度提升上去了,飛行高度就可以維持在一定的高度,這樣就不會提前掉下來了。
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