科學家警告說，溫室氣體排放威脅著近地軌道的未來

一篇新論文顯示，溫室氣體持續釋放到地球大氣層中可能會延長太空垃圾在近地軌道上的壽命。

在高排放情景下，這可能意味著到 2100 年可以在近地軌道上安全運行的衛星數量將急劇減少——這極大地限制了人類可以在那里放置的東西，這些衛星圍繞我們的世界旋轉，以免我們引發失控的 Kessler 瀑布不斷增加的碰撞。

"氣候變化和軌道碎片堆積是全球不可避免的兩個緊迫問題，需要采取統一行動。由航空工程師威廉·帕克 （William Parker） 領導的團隊寫道麻省理工學院 （MIT） 的。

“理解并尊重自然環境對我們在近地軌道上運行的集體能力的影響，對于防止這種制度被利用并為子孫后代保護它至關重要。”

太空相當大，但我們可用于衛星作的地球周圍數量相當有限。在條件變得不安全之前，我們只能在那里放置這么多物體，海拔高度約為 200 到 1,000 公里（125 到 620 英里）。

在一定容量下，低地球空間將變得如此擁擠，以至于碰撞是不可避免的;這些碰撞將打破并粉碎碰撞的物體，使該地區充滿更多的太空垃圾，處于無法控制和不可預測的軌道上，反過來，這將使近地軌道越來越不穩定。此方案稱為凱斯勒綜合征.

我們對近地空間的了解之一是，它的容量會根據影響地球大氣層的因素而變化。

例如，在太陽能最大值，當太陽充滿耀斑和噴發活動時，衛星更難在天空中停留。這是因為來自太陽的能量增加使大氣層膨脹，增加了近地軌道衛星所經歷的阻力.

地球氣候的現狀沒有先例。人為溫室氣體排放對近地軌道的大量影響尚未得到詳細探討。我們知道，這些氣體會導致熱層收縮，熱層是海拔約 85 至 600 公里之間的大氣層。

Parker 和他的同事著手縮小這一知識差距。他們使用大氣建模來確定在不同排放情景下，近地軌道在 2100 年可以支持的衛星負載。

他們發現，隨著溫室氣體排放的增加，熱層密度的降低也會減少衛星所承受的阻力;即，應用于在流體中移動的對象的微妙制動效果。

拖動對衛星施加恒定的力，導致其高度逐漸下降。對于正常運行的衛星，這意味著需要高度校正;所以減少阻力是一件好事。另一方面，太空垃圾的拖動會導致它慢慢落向地球。

一旦衛星失去了它的用處，工程師們可能會計劃用阻力將其帶入地球大氣層，在重返大氣層時它會無害地燃燒殆盡，從而安全地處理掉它。當阻力減小時，該過程將需要更長的時間才能完成，從而使報廢的衛星在近地軌道上停留更長的時間，從而對其他物體構成危險。

根據他們的模型，中度到高度的二氧化碳排放將大大減少脫離軌道的衛星數量，使近地軌道上充滿垃圾，并限制我們可以向那里發送的新衛星數量。

在最壞的排放情況下，到 2100 年，海拔 400 至 1,000 公里之間的高度范圍在太陽極大期的容量將減少 60%，在太陽極小期的容量將減少 82%。

我們還沒有達到 Kessler 的容量。該團隊的計算表明，數百萬顆衛星可以在最低高度的炮彈中安全運行，而不會觸發凱斯勒不穩定;在撰寫本文時，11,901 顆衛星在地球軌道上運行，以及大約 20,000 件太空碎片都在那兒閑逛.

但是，隨著目前的努力用衛星群填滿地球的天空研究人員說，我們最好在這個問題發生之前就考慮一下。

“考慮到最近近地軌道衛星數量的迅速增加，”他們寫道，“了解環境變化及其對可持續運營的影響對于防止該地區的過度開發是必要的。

該研究已發表在自然可持續性.

寶寶起名 起名