Dette Er Grunnen Til At Sputnik Krasjet Tilbake Til Jorden Etter Bare 3 Måneder
en tekniker som jobbet På Sputnik 1 i 1957, før lanseringen. Etter bare 3 måneder i rommet,… Sputnik 1 falt tilbake til Jorden på grunn av atmosfærisk drag, et problem som plager alle satellitter med lav Jordbane selv i dag.DEN 4. oktober 1957 lanserte Sovjetunionen Sputnik 1, som steg opp over Jordens atmosfære og gikk inn i bane rundt planeten vår, omkranser Den hvert 90. minutt. Under de ekstremt lave lysforurensningsforholdene som eksisterte over det meste av verden da, var det det eneste objektet av sin type: en kunstig, menneskeskapt satellitt. Uoffisielt markerte det starten på romkappløpet, en militær og politisk innsats som ville forbruke internasjonal politikk i flere tiår framover.Men Sputnik selv er ikke i bane rundt Jorden lenger. Faktisk var Det så kortvarig At Usa med Suksess lanserte Explorer 1, Den Første Amerikanske satellitten i rommet, Sputnik 2, som bærer det første dyret i rommet, allerede hadde gått I bane Rundt Jorden i flere måneder. Men Den opprinnelige Sputnik, etter over 1400 baner, hadde allerede falt tilbake til Jorden.
de tre mennene som var ansvarlige for Suksessen Til Explorer 1, Amerikas første Jordsatellitt som var… lansert 31.januar 1958. William Pickering (L), James van Allen (midten) og Werner von Braun (høyre) var ansvarlige for satellitten, vitenskapsinstrumentene og raketten som lanserte Explorer 1, henholdsvis.
NASA
DET som skjedde Med Sputnik var ikke uvanlig. Faktisk er dette hva som skjer med de fleste satellitter hvis du starter dem i lav Jordbane og lar dem være der for å klare seg selv. Med hver bane som går forbi, vil satellitten svinge av apogee, hvor den når sin maksimale avstand fra Jordens overflate, etterfulgt av perigee, hvor den gjør sin nærmeste tilnærming Til Jorden. For lav Jordbane betyr det vanligvis at satellitter er noen få hundre kilometer over Jordens overflate, selv på deres nærmeste. Med tanke på at vi trekker linjen Mellom Jordens atmosfære og ytre rom i en høyde på bare 100 kilometer (62 miles), virker det i det minste overfladisk at disse satellittene vil være fast og evig i rommet.
en kontrollert re-entry er der en satellitt, SOM ESAS ATV satellitt vist her, går inn igjen… atmosfære i en kjent vinkel og plassering: vi kontrollerer hvor og hvordan den kommer tilbake Til Jorden. En ukontrollert re-entry, derimot, kan føre til at store, massive biter lander stort sett hvor Som helst på Jorden. Tunge, faste gjenstander, som Hubbles primære speil, kan lett forårsake betydelige mengder skade eller til og med drepe, avhengig av hvor de biter landet.
ESA
MEN i virkeligheten er situasjonen langt mer komplisert. Atmosfæren har ikke en plutselig slutt, eller en kant til den. Det er ikke slik en gass fungerer hvis den består av ekte partikler. Når du går til høyere høyder, vil tettheten av partikler fortsette å falle, men de forskjellige partiklene som blir oppvarmet av kollisjoner, vil bevege seg rundt med forskjellige hastigheter: noen raskere, noen langsommere, men med en veldefinert gjennomsnittshastighet.jo høyere opp du går, jo mer sannsynlig er det å finne partikler som er mer energiske, da det tar mer energi å nå de ekstreme høyder. Men selv om tettheten er ekstremt lav i svært høye høyder, faller den aldri til null.
lagene I jordens atmosfære, som vist her for å skalere, går opp langt høyere enn… typisk definert grense av plass. Hvert objekt i lav Jordbane er gjenstand for atmosfærisk dra på noe nivå. Stratosfæren og troposfæren inneholder imidlertid over 95% av massen I jordens atmosfære, og praktisk talt alt av ozonet.Kelvinsong
vi har funnet atomer Og molekyler som forblir gravitasjonelt bundet Til Jorden i høyder opp til 10.000 km (6.200 miles). Den eneste grunnen til at Vi ikke har gått utover det punktet er at Jordens atmosfære over 10.000 kilometer ikke skiller Seg fra solvinden, med begge bestående av tynne, varme atomer og ioniserte partikler.det overveldende flertallet av vår atmosfære (etter masse) er inneholdt i de laveste lagene, med troposfæren som inneholder 75% Av jordens atmopshere, stratosfæren som inneholder ytterligere 20%, og mesosfæren som inneholder nesten alle de resterende 5%. Men det neste laget, termosfæren, er utrolig diffust.
troposfæren (oransje), stratosfæren (hvit) og mesosfæren (blå) er der den overveldende… flertallet av molekylene i Jordens atmosfære ligger. Men utover det er luft fortsatt tilstede, noe som forårsaker satellitter å falle og til slutt de-bane hvis de blir igjen alene.
NASA / Mannskap På Ekspedisjon 22
mens en atmosfærisk partikkel på havnivå vil reise en mikroskopisk avstand før den kolliderer med et annet molekyl, er termosfæren så diffus at et typisk atom eller molekyl der oppe kan reise for en kilometer eller mer før du opplever en kollisjon.Opp I termosfæren virker det sikkert som tomt rom hvis du ikke er noe annet enn et lite atom eller molekyl. Tross Alt steg du opp Fra Jordens atmosfære, du sover i denne lavdensitetsavgrunnen mens du er på toppen av din parabolske bane, og du sakte, til slutt, faller tilbake til hjemmeplaneten din under tyngdekraften.
Disse Dove-satellittene, lansert fra ISS i 2015, er designet for Jordbilder. Det er ~130… Dove satellitter, skapt Av Planet, som fortsatt er I Jordens bane i dag, men de nåværende vil alle falle tilbake til Jorden om 2-3 år på grunn av atmosfærisk dra. Nye må lanseres for å fylle dem på en kontinuerlig basis.
NASA
MEN hvis du er et romfartøy, opplever du noe helt annet. Årsakene er som følger:
- Du stiger ikke bare opp Fra Jorden, Men kretser det, noe som betyr at du beveger deg i en annen retning enn de tynne atmosfæriske partiklene.
- Fordi du er i en stabil bane, må du bevege deg raskt: rundt 7 km/s (5 miles per sekund) for å forbli i rommet.Og du er ikke lenger bare størrelsen på et atom eller molekyl, men heller størrelsen på et romfartøy.
alle tre av disse tingene, kombinert, fører til katastrofe for enhver bane satellitt.
Tusenvis av menneskeskapte objekter—95% av dem «space junk»— opptar lav Jordbane. Hver svart prikk i… dette bildet viser enten en fungerende satellitt, en inaktiv satellitt eller et stykke rusk. Selv om rommet nær Jorden ser overfylt ut, er hver prikk mye større enn satellitten eller ruskene den representerer, og kollisjoner er ekstremt sjeldne.EN slik katastrofe er uunngåelig på grunn av satellittdragning, som er en måte å kvantifisere hvor mye fart en satellitt mister over tid på grunn av atmosfæriske partikler den går inn i ved høye relative hastigheter. Enhver satellitt i lav Jordbane vil ha en levetid fra noen få måneder til noen tiår, men ikke lenger enn det. Du kan bekjempe dette ved å gå til høyere høyder, men selv det vil ikke redde deg for alltid.Hver gang det er aktivitet på Solen, som solflekker, solstormer, koronamasseutkastninger eller andre utbruddlignende hendelser, varmes jordens atmosfære opp. Varmere partikler betyr høyere hastigheter, og høyere hastigheter vil flyte opp til høyere og høyere høyder, og øke tettheten til atmosfæren selv i rommet. Når det skjer, selv satellitter som var nesten dra-fri begynner å falle tilbake mot Jorden. Magnetiske stormer kan også øke tettheten av luft i ekstremt høye høyder.
dette er et falskt fargebilde av ultrafiolett Aurora Australis tatt av NASAS BILDESATELLITT og… lagt på NASAS satellittbaserte Blue Marble-bilde. Jorden er vist i falsk farge; aurora-bildet er imidlertid helt ekte. Solaktivitet forårsaker ikke bare disse aurorene, men oppvarmer atmosfæren og øker satellittmotstanden i alle høyder.
NASA
og denne prosessen er kumulativ, i den forstand at som satellittopplevelser drar, faller perigee til lavere og lavere høyder. Nå, på disse lavere høyder, øker dragkraften enda lenger, og det får deg til å miste din kinetiske energi som holder deg i bane enda raskere. Den endelige dødsspiralen kan ta tusenvis, titusener eller til og med hundretusener av baner, men på bare 90 minutter per bane betyr dette at noen lav-Jord-bane satellitt lever tiår på det meste.
DE felles NASA-USGS Landsat satellittene har gitt kontinuerlig dekning og overvåking Av Jordens… overflate fra rommet siden 1972. Landsat-programmets bilder har alle vært gratis for offentlig bruk siden Bush-administrasjonen, men et forslag tidligere i år ville ta betalt for bruk av disse kritiske dataene. Uten erstatningssatellitter lansert periodisk, vil dette programmet, og alle programmer som er avhengige av satellitter med Lav Jordbane, komme til en brå slutt en dag i dette århundret.DETTE fall-back-To-Earth-problemet var ikke bare et problem for de tidlige satellittene på 1950-tallet, MEN er fortsatt et problem for nesten alle satellittene vi noensinne har lansert. 95% av alle menneskeskapte satellitter er i lav Jordbane, inkludert Den Internasjonale Romstasjonen og Hubble Space Telescope. Hvis vi ikke periodisk økte disse romfartøyene, ville mange av dem ha krasjet tilbake ned på Jorden allerede.Både Hubble og ISS ville ha mindre enn 10 år igjen i sine nåværende baner hvis vi bare la dem dø. Og når store satellitter gjør dette, gjør de det vi kaller en ukontrollert re-entry. Ideelt sett vil de brenne opp i atmosfæren eller falle i havet, men hvis de bryter opp og / eller treffer land, kan de forårsake en katastrofe. Dette kan variere fra skade på eiendom til tap av liv, avhengig av plasseringen og størrelsen på ruskets innvirkning.
den myke fangstmekanismen som er installert På Hubble (illustrasjon), bruker Et Dokkingssystem Med Lav Effekt… (LIDS) grensesnitt og tilhørende relative navigasjonsmål for fremtidige rendezvous, fangst og docking operasjoner. SYSTEMETS LIDS-grensesnitt er designet for å være kompatibelt med rendezvous-og dokkingsystemene som skal brukes på neste generasjons romtransportkjøretøy.
NASA
Hubble trenger kanskje ikke å lide denne skjebnen på slutten av livet. Som Michael Massimino, en av astronautene som betjente Hubble ombord På Romfergen for siste gang i 2009, relaterte:
dens bane vil forfalle. Teleskopet vil bli bra, men banen vil bringe det nærmere Og nærmere Jorden. Det er da det er game over.
Hubbles siste serviceoppdrag inkluderte en dokkingsmekanisme som ble installert på teleskopet: Soft Capture og Rendezvous System. Enhver riktig utstyrt rakett kan trygt ta det hjem.
den atmosfæriske re-entry av en satellitt, slik SOM ATV-1 satellitt vist her, kan enten fortsette… på en kontrollert måte, hvor den vil bryte opp og / eller lande trygt i havet, eller på en ukontrollert måte, noe som kan vise seg å være katastrofalt for både menneskeliv og eiendom.
NASA
MEN for de 25.000 + andre satellittene i lav Jordbane, er det ingen kontrollert re-entry kommer. Jordens atmosfære vil ta dem ned, som strekker seg langt utover den kunstige kanten av rommet, Eller K ④rmá-linjen, som vi vanligvis tegner. Hvis vi skulle slutte å lansere satellitter i dag, så i løpet av et århundre, ville det ikke være noen gjenværende spor av menneskehetens tilstedeværelse i lav Jordbane.Sputnik 1 ble skutt opp i 1957, og bare tre måneder senere falt Den spontant tilbake til Jorden. Partiklene fra atmosfæren stiger langt over enhver kunstig linje vi har tegnet, og påvirker alle Våre Jordbanende satellitter. Jo lenger din perigee er, jo lenger kan du forbli der oppe, men jo vanskeligere blir det å sende og motta signaler herfra på overflaten. Inntil vi har en drivstofffri teknologi for passivt å øke satellittene våre for å holde dem i en mer stabil bane, Vil Jordens atmosfære fortsette å være den mest ødeleggende kraften til menneskehetens tilstedeværelse i rommet.
Leave a Reply