气候变化对卫星运行的潜在威胁
最新研究表明,气候变化可能威胁到卫星的未来使用,并显著减少能够安全绕地球运行的航天器数量。全球变暖导致太空碎片在地球上空停留时间延长,占据了功能性卫星的轨道空间,对地球轨道空间的长期使用构成日益严重的问题。
温室气体对大气层的影响
美国麻省理工学院航空航天系博士候选人威廉·帕克(William Parker)指出,人为温室气体排放的增加对地球低层大气产生升温效应,但对高层大气却产生相反的影响。温室气体排放的辐射导致地球高层大气冷却,进而引发大气层的收缩。帕克将其比作气球在冷冻室中缩小的过程。
太空碎片的滞留问题
通常情况下,高层大气会逐渐将太空碎片拖离地球低轨道。然而,冷却和收缩效应导致热层中的阻力减少,使得太空垃圾滞留时间更长。帕克强调,这些碎片对每一颗在轨运行的卫星都构成威胁,只要它们存在,就是一种持续的隐患。
地球低轨道的碎片现状
帕克表示,目前地球低轨道中存在大量碎片,这些碎片主要由过去几十年中发生的卫星碰撞、爆炸以及反卫星武器试验产生。数千块较大的太空碎片在轨道中运行,而小于10厘米的碎片数量则达到数百万。
未来卫星运行空间的缩减
研究预测,在高排放情景下,到本世纪末,温室气体排放的增加可能导致能够安全绕地球运行的卫星总数减少高达66%,相当于2500万至4000万颗卫星。帕克指出,太空运营实体可能需要进行更多的主动碎片清除工作,单次操作成本可能高达数千万美元。
政策与技术应对措施
2022年,美国联邦通信委员会通过一项规定,要求从美国发射的每颗卫星在其任务结束五年后能够自行脱离轨道。帕克强调,为了预防太空运营的进一步复杂化,必须大幅减少温室气体排放。他同时指出,减少温室气体排放不仅有助于地球环境,还可能保护我们免受太空长期可持续性问题的困扰。