太空垃圾|大白天也能发现太空垃圾？没错！科学家这次用了激光技术科学家

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奥地利科学院空间研究所的研究人员开发了一种技术，利用激光可以在白天测量空间碎片的位置。

显示绕地球轨道空间碎片分布的计算机图像。
图片：欧空局
由于一项新技术，激光可以在白天发现这些潜在的危险物体，我们有效探测空间碎片的能力有了重大的飞跃。
奥地利科学院空间研究所的研究人员开发了一种技术，利用这种技术，激光可以在白天条件下测量空间碎片的位置。这一史无前例的成就的细节发表在《自然通讯》上。
在此之前，激光只能在黄昏时探测太空垃圾，因为地面站进入黑暗，地平线附近的物体仍被太阳光线照亮。这一小小的机会窗口极大地减少了搜索和描述这些轨道物体的可用时间，而这些轨道物体可能威胁到至关重要的卫星。
欧空局空间碎片办公室主任蒂姆·弗洛勒（Tim Flohrer）在一份欧空局新闻稿中解释说：“我们已经习惯了只能在夜间看到星星的想法，用望远镜观察碎片也是如此，只是观察低轨道物体的时间窗要小得多。 ” 。 “使用这项新技术，跟踪将成为可能以前潜伏在蓝天中的‘隐形’物体，这意味着我们可以一整天都使用激光测距来支持避免碰撞。 ”
【太空垃圾|大白天也能发现太空垃圾？没错！科学家这次用了激光技术】
一个可见的绿色激光从欧空局的光学地面站(OGS)发光。图片：丹尼尔·洛佩兹
事实上，我们尽可能多地记录太空垃圾以减少太空碰撞是至关重要的。据估计，目前有3.4000个大于3.9英寸（10厘米）的物体正在绕地球运行，还有数以百万计的更小的物体，如航天器碎片、油漆碎片、火箭部件和其他被丢弃或丢失的漂浮和喷射物。即使是直径为几毫米的物体也会对卫星和航天器构成威胁，因为近地轨道的速度可以达到每秒6英里(10公里/秒）。
根据空间研究所的一份新闻稿，雷达可以追踪超过3.9英寸的物体，但还不足以管理空间交通。另一方面，激光器可以更精确地跟踪类似大小的物体，精确度接近1米。该系统的工作原理是将激光从太空中的物体上弹跳，然后在地面站接收反射信号，使科学家能够确定距离。
这项新技术与传统方法的不同之处在于，它可以在白天跟踪物体，它可以使用望远镜、光偏转器和滤波器在特定波长跟踪光。因此，即使天空明亮而蓝色，科学家也可以增加目标的对比度，使以前看不见的物体可见。这种方法的关键包括额外的望远镜和根据蓝色天空背景实时可视化空间碎片的能力。
在日光测试中，用新技术测量了距离40个不同物体的距离，这是以前从未做过的。
奥地利科学院的迈克尔·斯坦多弗在欧洲航天局的新闻稿中说：“我们预计这些结果将在不久的将来显著增加碎片观察时间。 ”“最终，这意味着我们将更好地了解碎片数量，使我们能够更好地保护欧洲的空间基础设施。 ”
展望未来，这种方法的广泛实施将涉及位于全球战略位置的多个地面站。这一战略可辅以明智和可执行的政策，以减少近地轨道上的碎片数量，遗憾的是，这是严重缺乏。
相关知识
太空垃圾（space debris或space junk），是指在绕地球轨道上运行，但不具备任何用途的各种人造物体。这些物体小到固态火箭的燃烧残渣，大到在发射后被遗弃的多节火箭。它们有撞击其它航天器的风险，某些太空垃圾在返回大气层时也会对地面安全造成威胁。
由于太空垃圾以轨道速度运行，动能巨大（每秒7km以上），若与它们相撞可能会严重损坏尚在运作的航天器，甚至威胁到宇航员在舱外活动时的生命安全。随着太空探索的推进，太空垃圾的数量逐年递增，所带来的问题日益严重，受到关注。