研究称气候变化能延长太空碎片的寿命 提高卫星碰撞的风险

IT之家 11 月 18 日消息，根据英国南极调查局最近的一项研究，地球大气层中二氧化碳水平的上升将导致高海拔地区空气密度的长期下降。这种密度的降低将减少对在高层大气中 90 至 500 公里之间运行的物体的阻力，延长太空碎片的寿命，增加碎片与卫星碰撞的可能性。

IT之家了解到，如果耗资数十亿美元的卫星被太空碎片摧毁，可能会导致严重的问题，因为社会正越来越依赖卫星的导航系统、移动通信和地球监测功能。

这项研究最近发表在《地球物理研究快报》杂志上，对未来 50 年高层大气的气候变化进行了首次现实的预估。尽管一些研究已经考察了低层和中层大气将发生的变化，但对高层大气的研究却少得多。

一项研究发现，截至 2021 年 3 月，在低地球轨道（最高 2000 公里的高度）有大约 5000 颗活跃和失效的卫星，这个数字比前两年增加了 50%。有多家公司计划在未来十年内再增加数千颗。一旦退役，卫星继续在轨道上运行，但由于大气阻力而逐渐变慢，降低其轨道高度，直到在低层大气中燃烧起来。机构间太空碎片协调委员会制定的现行准则建议卫星运营商确保退役卫星在 25 年内脱离轨道，但大气密度的降低会给规划和计算带来误差。

与低层大气相比，中层和高层大气一直在变冷。这导致了密度的下降，对这些高度的物体，如废弃的卫星和与空间任务有关的碎片的阻力有实际影响。随着阻力的减少，这些物体的寿命就会延长，物体在轨道上停留的时间就会更长，与活动卫星以及其它太空碎片碰撞的风险就会更大。

英国南极调查局的 NERC 独立研究员 Ingrid Cnossen 使用了一个高达 500 公里高度的整个大气层的全球模型来模拟 2070 年以前的高层大气变化。她将她的预测与过去 50 年的数据进行了比较，发现即使在未来适度排放的情况下，预测的高层大气密度的下降也将是过去 50 年的大约两倍。

Cnossen 说：“我们在过去 50 年里看到的高层大气中的气候与我们对未来 50 年的预测之间的变化是二氧化碳排放的结果。了解和预测气候变化将如何影响这些地区越来越重要，特别是对于卫星行业和参与为该行业制定标准的政策制定者来说。”

Cnossen 还称：“由于碰撞的风险，太空碎片正在成为卫星运营商面临的一个严峻的问题，而上层大气密度的长期下降正在使这个问题变得更加严重。我希望这项工作将有助于指导适当的行动，以控制太空污染问题，并确保高层大气在未来仍然是一种可利用的资源。”

根据欧洲航天局的数据，低地球轨道上有超过 3 万个直径大于 10 厘米的可追踪碎片，有 100 万个大于 1 厘米的碎片物体。