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那颗在流星雨中被击中的卫星

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发表于 2019-2-27 19:14 | 显示全部楼层 |阅读模式
那颗在流星雨中被击中的卫星

关键词:流星雨,空间碎片,空间安全

您可能看到过科幻电影中宇宙飞船被太空碎片击落,造成太空灾难的场景。例如,在俄罗斯电影《莫斯科陷落》中,一名外星人的飞行器被流星雨击中,然后被俄罗斯空军为误认为是北约的间谍飞船并击落,导致它撞毁莫斯科的几座建筑物并造成数百人死亡。另一个例子是英国电影《地心引力》,在太空碎片摧毁了许多座通信卫星后,美国宇航局宇宙的太空飞船与任务指挥中心失去了联系。
1.jpeg

Source: NASA Orbital Debris Program Office, photo gallery

这些情节并不是空穴来风。在现实中,流星体和空间碎片对宇航员和宇宙飞船的安全构成潜在的威胁。近年来,诸如碰撞和军事试验等事件大大增加了空间碎片的数量,对地球轨道上的人造卫星和各种空间物体造成了很大的威胁。

根据欧空局的空间碎片办公室的统计模型估计,在轨道上的碎片物体数量为(截至2019年1月):
> 10厘米物体有34,000个
从1厘米到10厘米的物体有900,000个
从1毫米到1厘米的物体有1.28亿个

这些巨大的,令人生畏的数字可能使得所谓的“凯斯勒效应(Kessler syndrome)”并不那么荒谬。美国宇航局科学家唐纳德·凯斯勒(Donald J. Kessler)在1978年发表的这一理论提出,如果低地球轨道(LEO)中的物体密度足够高,物体之间的碰撞可能会导致连环碰撞,因为每次碰撞都会产生空间碎片,增加了进一步碰撞的可能性。 这种多米诺骨牌效应和正反馈可能让后续好几代人都无法进行空间活动或是在特定轨道范围内使用卫星。

然而,尽管各国政府的太空机构一直在试图减轻这种潜在的危险状况,由于政治,法律,经济和文化等原因,它们的努力仍然是有限的。抛开许多发明的空间碎片清除方法还只是理论不提,“公司有技术,但不是商业计划,用于轨道碎片清理”,因为企业们没有看到经济效益。

我们所担心的航天器被击中的事件终究还是发生了。奥林巴斯1号(Olympus-1)是1980年代欧空局的通信卫星,在当时是有史以来建造的最大的民用通信卫星,被人们称作“大卫星(LargeSat)”。1993年8月11日至12日,这颗卫星失去了地球指向姿态并开始旋转,随后,一个机载陀螺仪失灵。这种故障是因为在英仙座流星雨的高峰期,卫星被斯威夫特-塔特尔彗星(109P / Swift-Tuttle)的一小块击中并损坏。随后对卫星进行的尝试修复行动消耗了太多燃料,却仍无法使卫星重新运作。最终,奥林巴斯任务被迫中止,卫星被送到了“卫星垃圾场”——GEO丢弃轨道。

本月,英国伦敦的Northolt Branch Observatories天文台对岩本彗星(Comet Iwamoto , C / 2018 Y1)进行观测时,Olympus-1意外地穿过了照相机的视场。
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“我们发现OLYMPUS-1的旋转周期为68.4±0.8秒,并且光变曲线的变化幅度很大(> 3 星等),这可能源自于卫星大型太阳能电池板对太阳光的反射”,Northolt Branch Observatories在Facebook上说。
3.png

Northolt Branch Observatories用于此次观测的相机是由QHYCCD公司设计和生产的科学级CMOS相机—— QHY42。
4.png

QHY42使用Gsense400 Scientific CMOS传感器,具有非凡的95%峰值QE,79%UV QE和非常好的NIR响应,以及22.5mm x 22.5mm的传感器尺寸,11um像素尺寸和89ke满阱电荷量。读出噪声低至1.7e-,加上超高的QE使得相机对昏暗物体成像时也可以实现高SNR——仅5个光子就能产生SNR> 3。此外,QHYCCD采用了先进的技术来减少放大器辉光,而且每个像素上没有微透镜,避免了对光度测量的影响。

这些出色的功能使QHY42相机成为天文和其他科学研究的理想选择。

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https://www.qhyccd.com/index.php?m=content&c=index&a=show&catid=138&id=47






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