SpaceX火箭即將猛烈撞擊月球:提醒我們要清理深空垃圾

在過去的七年時間裡,SpaceX獵鷹9號舊火箭的一個剩餘部分一直在一個非常寬的軌道上繞着地球,過着相當不引人注目的日子。但這一切都將在3月4日發生變化,屆時它被預測將意外地撞上月球的遠端。而根據最早發現這一情況的天文學家,這提醒了我們人類需要更好地照顧我們的深空垃圾。

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這個註定失敗的部件是2015年2月從佛羅里達州發射的一枚火箭的一部分。該火箭為美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)發射了一顆特別有價值的衛星–DSCOVR,其負責監測來自太陽的太陽風從而能更好地預測空間天氣。為了適當地執行其工作,DSCOVR被設計為進入一個非常遙遠的軌道,距離地球約100萬英里。為了讓衛星到達那裡,SpaceX的獵鷹9號的一部分–火箭頂部的末級或第二級–將飛行器提升到地球上空一個難以置信的高度。一旦衛星被部署末級就被拋棄,留在其圍繞地球的極高的橢圓軌道上。

現在,在圍繞地球運行了七年之後,末級火箭的軌道將偶然地跟月球重合。這當然不是人類創造的物體第一次跟月球表面相撞。NASA以前曾故意將火箭部件和航天器送入月球泥土中。但這個獵鷹9號可能是第一件在沒有計劃的情況下俯衝到月球上的太空垃圾,而它一開始並不打算去那裡。雖然這不會給我們的行星衛星帶來任何問題,但這一事件確實提醒了太空界,我們可能想出更好的方法來處理我們的太空垃圾–即使是那些遠赴深空的碎片。

“理想情況下,這類垃圾會被處理得更聰明一點,”運行冥王星項目的天文學家和小行星追蹤者Bill Gray告訴The Verge。

Gray是第一個發現獵鷹9號會撞上月球的人。他是為數不多的在火箭發射后一直跟蹤該火箭碎片的人之一。在DSCOVR任務之後,他和其他配備瞭望遠鏡和相機的業餘太空追蹤者每隔幾周或幾個月就會定期觀察這個物體。每次觀測后,Gray都會使用他在過去20年裡為其公司開發的名為Project Pluto的軟件程序更新該階段圍繞地球的預測軌道。最初,該軟件是用來預測小行星和遙遠的氣態巨行星周圍的微小衛星的軌道。但最近,他一直在使用該軟件來跟蹤人類在地球周圍創造的東西。“當這種垃圾開始成為一個問題時,我就重新利用了它,”Gray說道。

多年來,確定獵鷹9號的路徑一直有點複雜。像這種第二級的太空垃圾可以吸收陽光並將其重新輻射到太空中。Gray稱,這產生了一種柔和的力量將物體推離其路徑,這使得難以預測它的長期走向。此外,該階段在1月5日對月球進行了近距離的飛越,像這樣的相遇所產生的引力可以稍微擾動軌道。“這有點像一顆檯球在另一顆檯球上彈跳。你確切地知道檯球要去哪裡,但一旦它被彈開,它可能會以一點稍微出乎意料的角度彈開,”Gray說道。

SpaceX火箭即將猛烈撞擊月球:提醒我們要清理深空垃圾

鑒於這一切,起初對獵鷹9號的碰撞路線有一些微小的不確定性。但Gray和其他人現在對將要發生的事情有了一個相當堅實的想法。在第二級於2月下旬到達其軌道上的最遠點–被稱為遠地點–之後,它將開始向地球回落並跟月球交叉。然後,它將在美國東部時間3月4日上午7:25左右撞上月球的遠端,移動速度約為每秒2.58公里。撞擊的重量約為4噸,這應該會產生一個直徑達20米的坑。Gray指出,天文學家將在2月初再次觀測該物體時更精確地知道撞擊的確切角度和位置。

擔心這將以某種方式傷害我們的月球是相當沒有根據的,因為它是一塊死的岩石,我們以前已經向它投擲了很多物體。在阿波羅任務期間,各種火箭級墜入月球表面,美國和俄羅斯都曾派出大量的航天器投擲到月球地面以追求太空競賽的勝利。另外,NASA還曾故意將物體撞向月球以便挖掘土壤,看看下面潛藏着什麼材料。

事實上,獵鷹9號的撞擊可能為NASA提供類似的機會,看看月球表面下有什麼東西。Gray稱,他渴望NASA的月球偵察軌道器和印度的Chandrayaan-2航天器–都在繞月軌道上–觀察其後果。

雖然沒有什麼可擔心的,但Gary還是認為這是一個很好的提醒,我們需要有更好的協議來處理太空垃圾–即使是留在超高軌道上的碎片。對空間碎片的關注大多圍繞着留在低軌道上的碎片,因為它們可能威脅到衛星或國際空間站。通常情況下,像SpaceX這樣的公司在火箭進入低軌道時會有意處理其第二級。在這些場合,SpaceX會將有目的地將該物體以非常低的角度引向地球,從而使其在大氣層中的某處海洋上空燒毀。這樣一來,不太可能有任何大的碎片在解體后倖存下來,而那些倖存下來的碎片將落在無人居住的地區。

但對於去月球或像DSCOVR這樣的極高軌道的任務,有時火箭級會在發射結束后被遺棄在野外。甚至最近,當NASA發射其新的太空觀測站–詹姆斯-韋伯太空望遠鏡時,將航天器送入軌道的Ariane 5第二級仍留在太空中,現在正在太陽的軌道上運行。而大多數空間機構和官方跟蹤實體並沒有真正地對這些物體進行跟蹤。

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Gray表示,這些處於高空的垃圾在被遺棄時仍可能成為一個問題。這類物體通常被留在圍繞地球的極度拉長的軌道上,如果它們回來並撞擊我們的星球,它們會以更快的速度和跟大氣層更垂直的角度進來。這使得某些碎片更有可能在再入大氣層時倖存下來。Gary說道:“如果它真的進入並撞擊地球,有一個公認的非常小的機會,即有一小部分倖存下來並撞向地面。”

當然,這樣的事件極其罕見,目前並沒有對人們構成任何現實的威脅。

“讓它撞上月球當然比讓它撞上地球要好,無論是從安全問題還是因為如果它撞上地球,我們真的沒有學到多少有趣的東西,”Gray說道。

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