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“立方帆”

2017-06-07 20:56刀芭豆
科學啟蒙 2017年5期
關鍵詞:風帆大氣層宇航員

刀芭豆

每當我們仰望星空,總會被浩瀚又未知的宇宙吸引。不計其數的星辰,就像一盞盞明燈懸浮在墨色的夜空之上,夢幻又迷人??墒?,當你真正前往太空的時候,就會發現現實或許并沒有你想象的那么美好,因為地球周圍的太空之中也是有垃圾的,而且它們的數量十分驚人!

據科學家推測,地球軌道上的太空垃圾估計有1億塊,其中直徑在10厘米以上的超過2萬塊,它們主要包括報廢的飛行器、火箭殘骸以及宇航員的生活垃圾。大多數太空垃圾以極快的速度繞著地球飛行,最快的可達2.8萬千米/小時,它們一旦走錯路線,不僅可能對宇航員和人造衛星造成嚴重的傷害,還會威脅到地球軌道的通信系統。為了解決這一問題,英國的科學家設計出一款名為“立方帆”的迷你衛星,讓我們來看看它是如何在太空中清理垃圾的吧!

“立方帆”的“個人簡介”

“立方帆”是由英國薩里空間中心(Surrey Space Centre)研制出的一款納米級衛星,重量約為3千克,體積為10厘米×10厘米×30厘米。它的內部安裝有一張折疊起來的聚合膜,發射到太空之后,這張膜就會張開,那時它看上去就如同一個巨型風箏。

“立方帆”可以搭載在一個500千克以下的小型飛行器上,或者干脆和其他衛星共乘一枚火箭,然后發射到地球上空700千米處的近地軌道,并展開面積約為25平方米的帆,接著分兩步進行垃圾清理:位于低軌道的太空垃圾,它可以直接用展開的帆將其黏??;至于在較高軌道上的垃圾,就要借助太陽能動力去接近了。

“立方帆”清理太空垃圾的全過程

首先,“立方帆”進入太空后會展開薄膜,同時裝備在它身上用于偵測太空垃圾的四個小型攝像機會立即開啟,任何太空垃圾都躲不過它的“火眼金睛”。

接著,一旦“立方帆”偵測到身邊的太空垃圾,地面人員就會發出指令,它身上的小型動力裝置便會開啟,并且馬上投入到對太空垃圾的清理工作中。

然后,“立方帆”將攜帶著太空垃圾返回大氣層。為了節省能源,“立方帆”巧妙地采用了一套應用微型馬達來傾斜風帆的技術。微型馬達可以改變風帆的重心,同時利用小型磁鐵的磁場與地球磁場的相互作用就能控制風帆。這樣,“立方帆”就能順利帶著太空垃圾脫離軌道。

最后,“立方帆”將會和它“捕獲”的太空垃圾一同墜入大氣層。由于阻力的作用,“立方帆”的飛行速度會不斷降低,在這個過程中,萬有引力會大于太空垃圾運行所需的向心力,從而降低“立方帆”和太空垃圾運行的軌道高度,最終讓它們在墜入大氣層的過程中一起被燒毀。

原本,那些軌道高度為600千米的太空垃圾自行墜入大氣層需要幾年的時間,“立方帆”的出現,讓這個時間大大縮減。

我們有理由相信,隨著科技的發展,在不遠的將來,環繞在地球周圍的垃圾將會被徹底清除,太空將重拾它昔日的美麗。而這美麗的背后,必然會有“立方帆”的一份功勞!

(插畫繪制/涂圖圖)

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