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随着气候危机迫在眉睫 ， 在宇宙中旅行可能很快就会受到潜伏在地球大气层中的宇宙碎片的限制很容易将太空垃圾问题与气候变化进行比较 。 人类活动在地球轨道上留下了太多废弃的卫星和机械碎片 。 如果不加以控制 ， 太空垃圾可能会给后代带来重大问题 ， 使进入太空变得越来越困难 ， 或者在最坏的情况下 ， 不可能 。 然而 ， 这两者可能会联系起来 。 我们星球的大气层会自然地将轨道碎片拉下并在较厚的低层大气中将其焚烧 ， 但二氧化碳含量的增加正在降低高层大气的密度 ， 这可能会削弱这种影响 。 上个月在欧洲空间碎片会议上发表的一项研究表明 ， 这个问题被低估了 ， 在最坏的情况下 ， 轨道上的空间垃圾数量到 2100 年可能会增加 50 倍 。 “这些数字让我们感到意外 ， ”南安普顿大学的空间碎片专家、该论文的合著者休·刘易斯说 ， 该论文将在未来几个月内提交给同行评审 。 “确实有引起恐慌的原因 。 ”
我们的大气层是清理太空垃圾的有用盟友 。 与其分子的碰撞会产生阻力 ， 将物体拉回大气层 。 在地球表面以上 300 英里以下 ， 大多数物体会自然衰变到较厚的低层大气中 ， 并在不到 10 年的时间内燃烧殆尽 。 在低层大气中 ， 二氧化碳分子从太阳吸收红外辐射后可以重新释放红外辐射 ， 然后被厚厚的大气层以热量的形式捕获 。 但在 60 英里以上大气层较稀薄的地方 ， 情况正好相反 。 “没有什么可以重新获得这种能量 ， ”同样来自南安普顿大学和该论文的主要作者的马修布朗说 。 “所以它迷失在太空中 。 ”热量的逸出会导致大气体积减小 ， 从而降低其密度 。 自 2000 年以来 ， 布朗和他的团队表示 ， 由于二氧化碳含量的上升 ， 250 英里处的大气已经失去了 21% 的密度 。 到 2100 年 ， 如果二氧化碳水平是目前水平的两倍 ， 根据政府间气候变化专门委员会的最坏情况评估 ， 这个数字可能会上升到 80% 。 自 2000 年以来 ， 布朗和他的团队表示 ， 由于二氧化碳水平的上升 ， 250 英里处的大气已经失去了 21% 的密度对于太空垃圾来说 ， 影响是显而易见的 。 目前 ， 超过 2500 个尺寸大于 4 英寸的物体在 250 英里或以下的高度运行 。 在最坏的情况下 ， 长达 40 年的轨道寿命将意味着更少的物品被拖入低层大气 。 在这个高度的物体将增加 50 倍 ， 达到约 125000 个 。
即使在二氧化碳水平稳定甚至逆转的最佳情况下 ， 太空垃圾的数量仍有望翻倍 。 布朗认为更可能的结果介于两者之间 ， 可能增加 10 倍或 20 倍 。 研究大气密度损失的华盛顿特区美国海军研究实验室的大气科学家约翰·埃默特说 ， 这项研究是“非常重要的工作” 。 然而 ， 埃默特说 ， 需要更多的研究来了解问题的严重性 ， 太阳的太阳周期的影响也被认为是大气密度变化的主要因素 。 这些发现也可能给监管机构和卫星运营商带来挑战 ， 特别是SpaceX、亚马逊和其他寻求建造由数千颗卫星组成的巨型星座以将互联网服务从低地球轨道传送到地面的公司 。 例如 ， 就在去年 ， 美国联邦通信委员会 (FCC) 批准了 SpaceX 的一项请求 ， 以减少其 Starlink 星座中近 3000 颗卫星的轨道 ， 理由是大气阻力自然会以合理的数量扫除死去的卫星和碎片 。 时间 。 布朗和他的团队的研究表明 ， 这种假设可能是有缺陷的 。 FCC 的一位发言人表示 ， 其大多数申请者目前使用美国宇航局的碎片评估软件来预测低地球轨道卫星的寿命 。 “我们目前不知道是否有任何计划改变该计划 ， 以解决论文中预测的大气成分变化 ， ”他说 。 “FCC 会定期审查其规则和法规 ， 并根据市场和科学知识的发展对其进行更新 。 ”
【太空垃圾使探索宇宙变得“越来越困难”】
刘易斯说 ， 他怀疑一些模型依赖于过时的数据 ， 需要做更多的工作来主动从轨道上清除卫星和碎片 ， 而不是依赖被动的大气效应 。 “运营商必须将任务的这一方面作为优先事项 ， ”他说 。 即使是大星座的寿命适度增加也可能带来重大问题 。 “如果 SpaceX 的航天器在 10 年或 15 年内被动地重新进入 ， 你认为这就足够了吗？” 刘易斯说 。 “鉴于它是一个大星座 ， 很多人会说可能不是 。 ”
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