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关注:美国人类首次 “行星防御” 小行星宇宙撞击试验 !中俄也有反卫星试验 !

行小曦 曦语子 2024-06-01

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日前美国宇航局 NASA 进行了

双小行星重定向测试 DART


美国航天局表示此次测试任务主要目标是:检验航天器自主导航至目标小行星、刻意与其发生碰撞的能力,可以防止突发事件中小行星与地球相撞。避免地球文明毁灭。

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那么首先的问题是:
到底小行星撞击地球的概率有多少呢?

宇宙看似安静有序,但其实处处充满了危险。小行星撞击事件历来就有很多,地球历史上共发生了20多次不同程度的小行星陨石撞击地球事件。

众所周知的就有:
6500万年前小行星撞击地球,导致恐龙灭绝。
1908年俄罗斯通古斯大爆炸事件:
原因众说纷纭,结论之一就是小行星撞击。
2020年12月青海 照亮天空的火流星事件 。
是近30年最大的陨石撞击事件之一。

全球范围内,仅2021年已发生近地小行星飞掠地球事件1605次,观测到29颗小行星进入地球大气层发生火流星事件。





1908年俄罗斯通古斯大爆炸事件



—俄罗斯西伯利亚通古斯大爆炸事件


俄罗斯西伯利亚通古斯地区发生了一起能量超过广岛原子弹爆炸数百倍,甚至上千倍的巨大爆炸,2000多平方千米的森林瞬间化为灰烬。几千千米外的英国监测到了这次爆炸时大气次声波压力涨落的记录。

因爆炸而诱发的地震波及美国的华盛顿、印度尼西亚的爪哇岛等地,同时,强大的冲击波横渡北海,使英国气象中心监测到大气压持续20min左右的上下剧烈波动。

通古斯大爆炸的大致位置,当时估计爆炸威力相当于2千万吨TNT炸药。使西伯利亚和北欧的上空布满了罕见的光华闪烁的银云,每当日落后,夜空便发出万道霞光,夜间在伦敦的大街上可借此光看报纸。




—目前人类共发现2125颗太阳系外的行星,在太阳系内共发现约700000颗小行星。



—数量庞大的在轨卫星



这些小行星其实非常危险,

有些时候突然会高速撞向某个星球。


人类研究小行星和防护盾更好的是为了地球生存空间,通过预测小行星轨道,评估其撞击地球的潜在威胁,避免再次出现撞击,将人类文明清零。


美国宇航局NASA测试小行星撞击试验,声明是在防止小行星突发事件中与地球发生潜在的破坏性碰撞。26号格林威治标准时间 23:00 左右,美国宇航局的双小行星重定向测试 (DART) 航天器坠入距离地球约 1100 万公里(680 万英里)的小行星 Dimorphos。


美国航天局NASA在华盛顿特区外的任务运营中心现场直播了测试,显示 DART 自己的相机拍摄的图像是立方体形状的“撞击器”飞行器,带有两个矩形太阳能板风帆,飞入 Dimorphos一颗足球场大小的小行星。(直径超过一公里的小行星就可以对地球造成重大撞击)




— NASA 的双小行星重定向测试 (DART) 航天器故意瞄准距离地球约 1100 万公里的小行星 Dimorphos [Steve Gribben/Johns Hopkins APL/NASA via AP Photo]


世界上第一个进行行星防御测试任务,
后续研究和数据追踪进行中。

“该任务旨在确定航天器是否可以通过纯粹的动能改变小行星的轨迹,使其偏离轨道足以使地球免受伤害。而此次试验要到下个月完成进一步的地面天文望远镜观测,才能知道它的成功。“


DART 的核心是一项行星防御任务

测量小行星运动轨迹是否会发生变化


本质上,行星防御是探测、警告和预防/减轻小行星和彗星撞击地球及其影响所需的所有能力。NASA 和世界各地的行星防御组织都有一份近地天体 (NEO) 清单,这些天体具有日心轨道,可将它们带入距离太阳约 1.95 亿公里的区域内。如果近地天体进入这个区域,它们可以在距离地球及其轨道约 5000 万公里的范围内经过。


DART 任务的主要目标之一是测量 Dimorphos 的运动有多少被 DART 的影响打断和改变。DART 不只是撞上 Dimorphos;它以每小时约 22,000 公里或每秒约 6 公里的速度撞击小卫星——足以改变 Diymos 周围 Dimorphos 的轨道的能量。



2021年美国宣布他们在地球附近的轨道上发现了一个危险的新碎片场。后续证实俄罗斯在测试反卫星武器时摧毁了一颗旧卫星,并且产生了大量的太空碎片。



中国的反卫星试验:


中国早在 2007年就开始了风云一号,

极轨气象卫星的反卫星测试。


苏联是最早发展卫星技术的国家,而美国是最早发展反卫星技术的国家,可以说科技技术的进步背景下有着冷战的影子,世界反卫星的历程基本就是两国你来我往的斗法过程。

中国最早是从2005年开始进行反卫星试验,前期主要是对武器功能的一些检测,虽然起步较晚,但并没有落后,在反卫星导弹和卫星方面已经取得了显著成果。


2007年在西昌卫星发射中心发射了一枚SC-19也叫DN-1的反卫星导弹,该导弹携带动能弹头,以每秒8公里的速度,击毁了轨道高度863公里处的一颗,重750公斤已报废的“风云一号”气象卫星,这是我国第一次成功地拦截人造卫星,自此我国正式踏入了反卫星技术领域。

之后,我国又相继研制出了第二代DN-2和第三代DN-3两款最新反卫星导弹,并在2013年5月和2017年7月23日分别进行了2次成功试验。DN-1、DN-2和DN-3反卫星导弹的成功研发。


将低、中、高轨道全面覆盖,

人造卫星基本都处于反卫星导弹的打击范围之内。


除反卫星导弹外,中国还研制了一款用于反卫星实验的卫星,该卫星装置了机械手臂,可以变轨,能对其他卫星进行全方位的检测,应用便捷又灵活。




— 反卫星试验 遗弃的卫星被击毁




俄罗斯的反卫星试验:


俄罗斯早前发起了一项反卫星试验,摧毁了它的一颗较旧的卫星。这颗卫星解体并在轨道上产生了数千块碎片,大小从微小的斑点到几英尺宽的碎片不等。

未来随着卫星数量的增多,这种太空垃圾只会更多,将在轨道上逗留多年,可能与其他卫星以及国际空间站相撞。当空间站工作人员经过碎片云附近时,不得不进行紧急避让。

2021 年 7 月,国际空间站的一个机械臂被一块碎片击中,在机械臂的一部分上留下了一个 0.2 英寸(0.5 厘米)的洞。虽然损坏暂时不需要修复,但这样的“幸运”不是每次都有的。



空间碎片也是对地球上人类的重大威胁,

问题就像是环境问题海里的塑料瓶。


卫星通过 GPS、通信和天气数据在全球经济中发挥着至关重要的作用。如果此类服务中断,将产生巨大的经济损失成本。研究发现,GPS 中断一天可能造成高达 10 亿美元的损失。

目前有成千上万的太空垃圾在地球上空盘旋,其来源多种多样,包括旧火箭体、失效的卫星、先前碰撞和测试的碎片以及宇航员操作遗弃的物品等等。问题就像环境问题一样。将来也是一个很大的问题。

空间碎片的数量只会随着时间的推移而增加。多年来,科学家们一直在警告碰撞级联的可能性。随着碎片数量的增加,它与其他卫星和碎片发生碰撞的机会也会增加。更多的碰撞可能会使某些轨道完全无法使用。



— 拥挤的地球轨道



反卫星武器的现阶段玩家,

和反卫星武器技术。


在地球的任何时刻,出于商业、民用、战略和军事原因,都有数千颗卫星围绕地球运行。由于某些卫星对国家安全的重要性,各国已开发出反卫星(ASAT)武器,可用于使在轨卫星失能或摧毁。

目前全球反卫星国家的玩家只有四个:

俄罗斯、中国、美国和印度。

都曾成功地使用了两种破坏性反卫星武器:




使用技术有两种:

1:共轨 - 放置在轨道上并在目标附近机动并通过各种方式攻击目标的武器,包括直接碰撞、碎片或使用机械臂。2 :直接上升- 从地球表面或空中发射以摧毁轨道上的卫星目标的导弹。

自 1968 年以来,这四个国家已成功进行了 15 次破坏性 ASAT 测试,同时也造成了数千块卫星碎片散布在很广的空间内。




破坏性反卫星武器的影响

当破坏性反卫星武器与卫星相撞时,它们会产生数千到数百万块碎片,这些碎片可以以极高的速度绕地球运行数十年。并且持续对卫星和空间站造成不可预测的突发性撞击事件。

一颗 10 吨重的卫星的破坏可以产生:1400 万个1 毫米到 1 厘米大小的碎片。250,000 至 750,000个 1 厘米至 10 厘米之间的碎片。5,000 到 15,000 个大于 10 厘米的碎片。

由于空间碎片可以以高达29,000 公里/小时(大约 8 公里/秒)的速度运动,因此即使是毫米大小的碎片也会对轨道上的其他物体构成巨大威胁。国际空间站 (ISS) 已经进行了29次碎片规避演习,其中涉及重新安排路线以避免与碎片碎片发生潜在碰撞。



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