太空垃圾跟踪用上了激光测距

导读:简单来说,就是利用物体的激光反射来测量物体与激光发射源之间的距离。为了让测量更精确,常常还需动用激光阵列。

    施普林格·自然旗下国际学术期刊《自然-通讯》最新发表一项物理学研究的成果论文称,太空垃圾激光测距可以用来跟踪太空垃圾、防止发生碰撞,奥地利科研人员的最新研究结果极大增加了太空垃圾激光测距技术的使用时长——从一天中几小时延长至大部分时间,这意味着太空垃圾激光测距现在能在白昼进行了。


  这篇“在白天追踪太空垃圾”的研究论文指,地球轨道上的报废卫星和火箭残骸属于太空垃圾,越来越多的这类垃圾对有源卫星构成了威胁。太空垃圾激光测距技术可以测量距离这些物体的距离,测量结果再用来帮助避免对卫星和航天器的破坏。不过,这种技术目前只能在暮色时分的几小时内开展——此时地球上的卫星激光测距站处于黑暗中,而太空垃圾仍能被太阳照亮。

  该论文通讯作者、奥地利科学院太空研究所迈克尔·施坦多弗(Michael Steindorfer)和同事,将一架望远镜、探测器和滤光片相结合,以提高物体相对白昼天空的对比度。他们还开发出实时目标探测软件,可以计算出目标预测偏差,利用这种偏差纠正不准确的预测。

  他们用实验演示白昼太空垃圾激光测距是可行的,而且能增加所有卫星激光测距站的潜在观测时长。实验演示结果表明,奥地利格拉茨的太空激光测距站的观测时长,可以依季节从每天6小时增加至22小时。

    假如人类探索太空的壮举,要伴随无处不在的太空垃圾,那简直无异于在枪林弹雨中前行。太空垃圾是指一些零碎的、围绕地球轨道的无用人造物体,也称轨道碎片。它们小到报废卫星碎片、漆片、粉尘,大到一整片火箭或飞船的残骸。目前,近地轨道就像是拥挤的交通要塞,而且还没有“警察”疏导。这些垃圾的速度非常快——可达17500英里/小时(28200公里/小时),即使是最小的一块也可能造成巨大损害,致使地球轨道上的大片区域荒废。

    因此,太空垃圾激光测距应运而生,可以用来跟踪太空垃圾、防止发生碰撞——太空垃圾激光测距能测量离这些物体的距离,从而帮助避免对卫星和航天器的破坏。不过,这种技术目前只能在暮色时分的几小时内开展——此时地球上的卫星激光测距站处于黑暗中,而太空垃圾仍能被太阳照亮。

    奥地利科学院太空研究所科学家麦克尔·斯奈德福尔及其同事,此次将一架望远镜、探测器和滤光片相结合,以提高物体相对白昼天空的对比度。他们还开发出了实时目标探测软件,可以计算出目标预测偏差,利用这种偏差纠正不准确的预测。研究团队通过实验演示了白昼太空垃圾激光测距是可行的,而且能增加所有卫星激光测距站的潜在观测时长。作者指出,奥地利格拉茨的太空激光测距站的观测时长可以依季节从每天6小时增加至22小时。

    研究团队称,超常观测时间允许对太空垃圾进行更精准的轨道预报,有助于提高地球轨道上卫星和太空站的操作安全性。

    在功成身退之后,航天器的碎片成为令人头疼的存在。它们已经无法主动向人类世界发出讯号,只能由人类主动发现、主动定位并主动躲避。所谓激光测距,简单来说,就是利用物体的激光反射来测量物体与激光发射源之间的距离。为了让测量更精确,常常还需动用激光阵列。此次,研究人员采用了一种看起来并不麻烦的方法,延长了太空垃圾激光测距的时间,从而实现更精准的位置预测。不过,现在这只是实验结论,在实践中白昼测距的准确性,还需要经受进一步检验。

  论文作者总结认为,超常观测时间允许对太空垃圾进行更精准的轨道预报,有助于提高地球轨道上卫星和空间站的操作安全性。

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