第428章 太空垃圾場
人類在探索太空的時候，一開始並不是多麼仔細的，很多探索完全是盲人摸象似的。
不可避免的，會留下很多問題，太空垃圾就是最大的一個。
1957年10月4日，蘇聯將人類首顆人造衛星「斯普特尼克」1號送入地球軌道，震驚了其冷戰時期的對手美國。受此刺激，美國於1958年通過了《國防教育法》，並成立了國家航空航天局NASA，拼盡全力嘗試追趕。
後來大家都知道了，美國真的反超成功了，成功的在太空競賽中取得了勝利，甚至靠著星球大戰加速了蘇聯的解體。
但是斯普特尼克給美國帶來的影響，依然是很長遠的，甚至出現了一個專有名詞，斯普特尼克時刻。
斯普特尼克時刻指當一國意識到其技術領先地位受到威脅或挑戰，並且必須努力追趕的場景，通常伴隨著強烈的心理衝擊和國家危機感。
當時全世界的科學家，都在這場狂歡中想著人類未來會如何走入星辰大海。
並沒有認為，斯普特尼克1號遺留在太空中的末級火箭，會在將來成為什麼大問題。
他們當然也知道這東西在上面飄著是個雷，但是當時的科學家自信的認為，也許十年後，人類就能想到什麼辦法解決這個問題了。
1961年，這件事才真正的被拿出來討論，倫敦大學進行了統計，但是發現當時地面可觀測物體，才僅有200個，沒有哪家組織會想把預算用在考慮未來的垃圾問題上，所以這件事被擱置了。
1978年美國科學家唐納德·凱斯勒提出了一個新理論，凱斯勒綜合症。
指地球軌道太空垃圾密度超過臨界值時，碰撞產生的碎片將引發鏈式反應，導致衛星大規模損毀並形成新太空垃圾，威脅太空飛行器安全。
該理論認為軌道物體高速運行，微小碎片撞擊即可造成嚴重後果。當碰撞產生的碎片雲密度持續增加，可能導致近地軌道在數十年內無法正常使用太空飛行器。
倫敦大學馬上進行了響應，再次進行了觀測統計，然後發現地面可觀測在軌物體已經來到了5000個！
這時候的碎片都是大國航天的副產品，固體火箭發動機殘渣、塗層剝落、熱防護碎片、太空人丟失的手套與工具、任務分離釋放物等等。
要知道，這還是能看到的，可以輕鬆觀測到的。
唯一有能力解決，至少是約束一下各國的只有當時的美蘇，但是冷戰已經到了最後的衝刺，兩個國家誰都沒有功夫管這些。
NASA只把碎片設定了為了一個需要考慮的環境系統，研究了一下人造衛星殘骸碰撞頻率及碎片帶形成的情況。
只有歐洲航天局開始每年進行統計，一副希望兩位大哥什麼時候能過來瞅瞅的可憐樣子。
在蘇聯解體後，1993年美國和俄羅斯日本歐洲才一起建立了一個機構間空間碎片協調委員會，也是國際上空間碎片領域唯一的政府間國際組織。
他們制定並推廣了空間碎片治理標準，在2002年發布了《空間碎片減緩指南》，其中最重要的一條，就是不要亂扔東西，太空中光是太空人扔掉的工具就有上百個了，這些都是可以避免的。
還要進行鈍化，要確保衛星報廢前把所有能量全部清理乾淨，電池放電，燃料排空。
最後就是死後處理，這個按照衛星所在分層各有不同。
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衛星地帶主要有三個分層。
第一層就是近地軌道LEO，越過卡門線（100公里）到2千公里這個區域。
這層的太空飛行器在飛行速度很快，繞地球一圈僅需90分鐘左右，一天就能繞地球轉15-16圈。
發射成本最低，軌道位於地球大氣層和內范艾倫輻射帶之間，不需要做複雜的輻射防護設計，能大幅降低衛星製造成本。
當然，這層軌道上仍有稀薄大氣，會產生持續的大氣阻力，導致軌道高度緩慢衰減，太空飛行器需要定期啟動發動機進行軌道維持，否則最終會墜入大氣層燒毀。
國際空間站就選擇在400公里左右的近地軌道運行，這個高度既能避開大部分大氣阻力，又能讓航天員安全駐留，同時還能通過定期貨運飛船補給燃料維持軌道。
極光的星鏈也在這層，還有其他一系列的大量氣象衛星、資源普查衛星、偵察衛星。
近地軌道是人類驗證深空技術的最佳試驗場，很多關鍵技術都會先在這裡完成測試。
所以這層也是目前人類航天活動最活躍、最擁擠的軌道區域。
第二層中地球軌道MEO，2000到35786公里，這裡一般都是導航衛星的區域，GPS、北斗、伽利略都運行在此軌道上。
這裡繞地球一圈的時間約12小時，能讓衛星在全球均勻分布，確保地球上任意地點隨時能同時看到至少4顆衛星，滿足定位解算的基本條件。
而且相比近地軌道需要成百上千顆衛星才能實現全球覆蓋，MEO僅需20-30顆衛星就能完成組網，大幅降低了建設和運維成本。
同時單顆衛星的覆蓋範圍遠大於近地軌道衛星，用戶單次連續可見時間可達數小時，不會出現信號頻繁切換中斷的問題。
第三層就是地球靜止軌道GEO了，這是赤道上空約35786公里的專屬軌道。這裡是通信和主流氣象衛星的天下。
GEO衛星相對地面靜止，地面天線可以固定指向衛星，不用複雜的跟蹤機構，3顆衛星就能覆蓋除兩極外的幾乎全部地球表面，非常適合廣播電視、固定通信這類需要持續穩定信號的場景。
氣象衛星有可以24小時不間斷盯著同一地區的雲層變化，實時監測颱風、暴雨等災害天氣的生成和移動。
多方最終商討的方案是，地表到2000公里的這片衛星最密集的區域，衛星死後必須離開，基本及時進入大氣燒毀。
上兩層的衛星，則會飄去墓地軌道，也就是位於地球靜止軌道正上方300公里處，實際運行高度約36000-36300公里，是國際空間碎片協調委員會1997年正式劃定的退役衛星專屬安置區。
但是即使制定了如此多的策略，碎片依然在變多。
到2007年，NASA發現碎片數量已經來到了14000，這顯然不是預算已經被砍了多次的NASA可以解決的。
甚至在這一年，人類歷史上單次製造可追蹤碎片最多的已知事件爆發了，一個東方大國使用陸基飛彈攔截了軌道高度約865公里、約750公斤的報廢氣象衛星FY-1C。
這次實驗，明確了東大有打擊衛星的能力，但是也製造了2300餘塊大於10厘米的碎片、35000餘塊大於1厘米、100餘萬塊大於1毫米的碎片。
美俄其實都做過類似的實驗，俄羅斯也用廢棄衛星搞過互相撞擊。
而美國則更誇張，他們在1959年就用空射彈道飛彈嘗試過瞄準自家的探險者六號，來測試打擊衛星技術。最後實驗結果是成功的，如果當時裝了彈頭，衛星一定會被毀掉。
隨後1962年，美國喪心病狂的在強斯頓環礁上空400公里引爆140萬噸核彈，這是人類唯一一次大規模核反衛實測。
雖然美國號稱是高空核試驗，但是直接導致了一大批衛星相繼失效，剛剛完成人類首次跨大西洋電視直播的電星一號在7個月後徹底停工。
甚至直接造出了一片人造輻射帶，內帶強度比自然輻射帶高1000萬倍。整整十年輻射才消散。
美國後來一直反對各種打衛星的技術，未嘗沒有他們已經拿夠了數據的原因。
總之，NASA本來想要做點什麼決心，在看到數據後就熄滅了。還是老辦法，他們建立了統計組，準備把困難留給後人。
等時間來到了2017年，極光開始大規模發射星鏈後，驚奇的發現，至少有30000塊大於10厘米的碎塊在空中四處尋找有緣人貼貼。
1到10厘米的碎片，更是有將近75萬，1毫米到1厘米的超過1.5億。
儘管1947年由哈佛天文學惠普爾提出的惠普爾防護罩，也就是加一層薄的、懸空的犧牲板的方案，依然能夠讓太空飛行器扛住大部分小碎片衝擊。
但不說每次被衝擊之後，就得停止任務，就是這種持續的碎片危機，就是極光完全不能接受的。
凱斯勒綜合症的研究發展多年，已經非常成熟，極光的團隊進行了計算，就算是以後不發射任何東西，200年後，大於10厘米的碎片也會隨著各種垃圾碰撞翻三倍，會導致碰撞概率增加十倍，然後碎片變得更多直接螺旋升天。
更不要提停止發射是不可能的，現在全世界發射衛星的業務越來越多，極光自己都已經成千上萬的發射衛星了。
星鏈只有一年，就已經照耀到全球每一個角落了。
如果有哪家使壞，在天上進行一次大規模碰撞，成功加速凱斯勒綜合症的觸發。
這會讓極光損失巨大，很重要的是，這會直接讓極光的副本變得不再保險。
極光的行動力，不是NASA能比的，在認識到事情必須解決後，極光馬上成立了專項組，準備和這些太空垃圾死磕。
甚至，已經半年多不在員工論壇上冒泡的陳一然親自出山來統籌項目組。
一時間，極光內部一副要大幹一場的樣子。
陳一然並沒有給這個項目很高的保密級別，甚至直接推特上發了宣戰書。
這像是一個信號，讓谷歌方面確認了極光好像真的沒有把目光放到海洋上。
也有很多國家開始發愁，已經公布的廢棄衛星，其實沒廢棄偷偷在做軍事用途的話，萬一被當垃圾肢解了可怎麼辦。
甚至大毛已經開始找蘇聯時期的手冊，想看看當初丟到墓地軌道的東西，有沒有不能讓人知道的東西。
不可避免的，會留下很多問題，太空垃圾就是最大的一個。
1957年10月4日，蘇聯將人類首顆人造衛星「斯普特尼克」1號送入地球軌道，震驚了其冷戰時期的對手美國。受此刺激，美國於1958年通過了《國防教育法》，並成立了國家航空航天局NASA，拼盡全力嘗試追趕。
後來大家都知道了，美國真的反超成功了，成功的在太空競賽中取得了勝利，甚至靠著星球大戰加速了蘇聯的解體。
但是斯普特尼克給美國帶來的影響，依然是很長遠的，甚至出現了一個專有名詞，斯普特尼克時刻。
斯普特尼克時刻指當一國意識到其技術領先地位受到威脅或挑戰，並且必須努力追趕的場景，通常伴隨著強烈的心理衝擊和國家危機感。
當時全世界的科學家，都在這場狂歡中想著人類未來會如何走入星辰大海。
並沒有認為，斯普特尼克1號遺留在太空中的末級火箭，會在將來成為什麼大問題。
他們當然也知道這東西在上面飄著是個雷，但是當時的科學家自信的認為，也許十年後，人類就能想到什麼辦法解決這個問題了。
1961年，這件事才真正的被拿出來討論，倫敦大學進行了統計，但是發現當時地面可觀測物體，才僅有200個，沒有哪家組織會想把預算用在考慮未來的垃圾問題上，所以這件事被擱置了。
1978年美國科學家唐納德·凱斯勒提出了一個新理論，凱斯勒綜合症。
指地球軌道太空垃圾密度超過臨界值時，碰撞產生的碎片將引發鏈式反應，導致衛星大規模損毀並形成新太空垃圾，威脅太空飛行器安全。
該理論認為軌道物體高速運行，微小碎片撞擊即可造成嚴重後果。當碰撞產生的碎片雲密度持續增加，可能導致近地軌道在數十年內無法正常使用太空飛行器。
倫敦大學馬上進行了響應，再次進行了觀測統計，然後發現地面可觀測在軌物體已經來到了5000個！
這時候的碎片都是大國航天的副產品，固體火箭發動機殘渣、塗層剝落、熱防護碎片、太空人丟失的手套與工具、任務分離釋放物等等。
要知道，這還是能看到的，可以輕鬆觀測到的。
唯一有能力解決，至少是約束一下各國的只有當時的美蘇，但是冷戰已經到了最後的衝刺，兩個國家誰都沒有功夫管這些。
NASA只把碎片設定了為了一個需要考慮的環境系統，研究了一下人造衛星殘骸碰撞頻率及碎片帶形成的情況。
只有歐洲航天局開始每年進行統計，一副希望兩位大哥什麼時候能過來瞅瞅的可憐樣子。
在蘇聯解體後，1993年美國和俄羅斯日本歐洲才一起建立了一個機構間空間碎片協調委員會，也是國際上空間碎片領域唯一的政府間國際組織。
他們制定並推廣了空間碎片治理標準，在2002年發布了《空間碎片減緩指南》，其中最重要的一條，就是不要亂扔東西，太空中光是太空人扔掉的工具就有上百個了，這些都是可以避免的。
還要進行鈍化，要確保衛星報廢前把所有能量全部清理乾淨，電池放電，燃料排空。
最後就是死後處理，這個按照衛星所在分層各有不同。
全網首發更新 TW 看書網超便捷，sʜᴜ.ᴛᴡ隨時看
衛星地帶主要有三個分層。
第一層就是近地軌道LEO，越過卡門線（100公里）到2千公里這個區域。
這層的太空飛行器在飛行速度很快，繞地球一圈僅需90分鐘左右，一天就能繞地球轉15-16圈。
發射成本最低，軌道位於地球大氣層和內范艾倫輻射帶之間，不需要做複雜的輻射防護設計，能大幅降低衛星製造成本。
當然，這層軌道上仍有稀薄大氣，會產生持續的大氣阻力，導致軌道高度緩慢衰減，太空飛行器需要定期啟動發動機進行軌道維持，否則最終會墜入大氣層燒毀。
國際空間站就選擇在400公里左右的近地軌道運行，這個高度既能避開大部分大氣阻力，又能讓航天員安全駐留，同時還能通過定期貨運飛船補給燃料維持軌道。
極光的星鏈也在這層，還有其他一系列的大量氣象衛星、資源普查衛星、偵察衛星。
近地軌道是人類驗證深空技術的最佳試驗場，很多關鍵技術都會先在這裡完成測試。
所以這層也是目前人類航天活動最活躍、最擁擠的軌道區域。
第二層中地球軌道MEO，2000到35786公里，這裡一般都是導航衛星的區域，GPS、北斗、伽利略都運行在此軌道上。
這裡繞地球一圈的時間約12小時，能讓衛星在全球均勻分布，確保地球上任意地點隨時能同時看到至少4顆衛星，滿足定位解算的基本條件。
而且相比近地軌道需要成百上千顆衛星才能實現全球覆蓋，MEO僅需20-30顆衛星就能完成組網，大幅降低了建設和運維成本。
同時單顆衛星的覆蓋範圍遠大於近地軌道衛星，用戶單次連續可見時間可達數小時，不會出現信號頻繁切換中斷的問題。
第三層就是地球靜止軌道GEO了，這是赤道上空約35786公里的專屬軌道。這裡是通信和主流氣象衛星的天下。
GEO衛星相對地面靜止，地面天線可以固定指向衛星，不用複雜的跟蹤機構，3顆衛星就能覆蓋除兩極外的幾乎全部地球表面，非常適合廣播電視、固定通信這類需要持續穩定信號的場景。
氣象衛星有可以24小時不間斷盯著同一地區的雲層變化，實時監測颱風、暴雨等災害天氣的生成和移動。
多方最終商討的方案是，地表到2000公里的這片衛星最密集的區域，衛星死後必須離開，基本及時進入大氣燒毀。
上兩層的衛星，則會飄去墓地軌道，也就是位於地球靜止軌道正上方300公里處，實際運行高度約36000-36300公里，是國際空間碎片協調委員會1997年正式劃定的退役衛星專屬安置區。
但是即使制定了如此多的策略，碎片依然在變多。
到2007年，NASA發現碎片數量已經來到了14000，這顯然不是預算已經被砍了多次的NASA可以解決的。
甚至在這一年，人類歷史上單次製造可追蹤碎片最多的已知事件爆發了，一個東方大國使用陸基飛彈攔截了軌道高度約865公里、約750公斤的報廢氣象衛星FY-1C。
這次實驗，明確了東大有打擊衛星的能力，但是也製造了2300餘塊大於10厘米的碎片、35000餘塊大於1厘米、100餘萬塊大於1毫米的碎片。
美俄其實都做過類似的實驗，俄羅斯也用廢棄衛星搞過互相撞擊。
而美國則更誇張，他們在1959年就用空射彈道飛彈嘗試過瞄準自家的探險者六號，來測試打擊衛星技術。最後實驗結果是成功的，如果當時裝了彈頭，衛星一定會被毀掉。
隨後1962年，美國喪心病狂的在強斯頓環礁上空400公里引爆140萬噸核彈，這是人類唯一一次大規模核反衛實測。
雖然美國號稱是高空核試驗，但是直接導致了一大批衛星相繼失效，剛剛完成人類首次跨大西洋電視直播的電星一號在7個月後徹底停工。
甚至直接造出了一片人造輻射帶，內帶強度比自然輻射帶高1000萬倍。整整十年輻射才消散。
美國後來一直反對各種打衛星的技術，未嘗沒有他們已經拿夠了數據的原因。
總之，NASA本來想要做點什麼決心，在看到數據後就熄滅了。還是老辦法，他們建立了統計組，準備把困難留給後人。
等時間來到了2017年，極光開始大規模發射星鏈後，驚奇的發現，至少有30000塊大於10厘米的碎塊在空中四處尋找有緣人貼貼。
1到10厘米的碎片，更是有將近75萬，1毫米到1厘米的超過1.5億。
儘管1947年由哈佛天文學惠普爾提出的惠普爾防護罩，也就是加一層薄的、懸空的犧牲板的方案，依然能夠讓太空飛行器扛住大部分小碎片衝擊。
但不說每次被衝擊之後，就得停止任務，就是這種持續的碎片危機，就是極光完全不能接受的。
凱斯勒綜合症的研究發展多年，已經非常成熟，極光的團隊進行了計算，就算是以後不發射任何東西，200年後，大於10厘米的碎片也會隨著各種垃圾碰撞翻三倍，會導致碰撞概率增加十倍，然後碎片變得更多直接螺旋升天。
更不要提停止發射是不可能的，現在全世界發射衛星的業務越來越多，極光自己都已經成千上萬的發射衛星了。
星鏈只有一年，就已經照耀到全球每一個角落了。
如果有哪家使壞，在天上進行一次大規模碰撞，成功加速凱斯勒綜合症的觸發。
這會讓極光損失巨大，很重要的是，這會直接讓極光的副本變得不再保險。
極光的行動力，不是NASA能比的，在認識到事情必須解決後，極光馬上成立了專項組，準備和這些太空垃圾死磕。
甚至，已經半年多不在員工論壇上冒泡的陳一然親自出山來統籌項目組。
一時間，極光內部一副要大幹一場的樣子。
陳一然並沒有給這個項目很高的保密級別，甚至直接推特上發了宣戰書。
這像是一個信號，讓谷歌方面確認了極光好像真的沒有把目光放到海洋上。
也有很多國家開始發愁，已經公布的廢棄衛星，其實沒廢棄偷偷在做軍事用途的話，萬一被當垃圾肢解了可怎麼辦。
甚至大毛已經開始找蘇聯時期的手冊，想看看當初丟到墓地軌道的東西，有沒有不能讓人知道的東西。