地球只有1顆天然衛星,那就是月球。不過,圍繞地球的人造衛星卻越來越多。截至2021年1月,地球軌道上有3372顆人造衛星在工作。這么多的衛星平時是怎樣運轉的?都有什么樣的作用?衛星退役后都去哪兒了?
衛星“公路”分高低
地球只有1顆天然衛星,那就是月球。不過,圍繞地球的人造衛星卻越來越多。人造衛星被火箭帶到地球上空,在引力和慣性的作用下繞地球公轉。
土星有82顆衛星,是目前已知擁有最多衛星的行星。但要是算上人造衛星的話,地球就遙遙領先——截至2021年1月,地球軌道上有3372顆人造衛星在工作;如果把已經停用但沒掉下來的也算上,則超過了6000顆。
人造衛星的信號是以電磁波的形式與地面進行傳遞。傳遞信息的衛星“公路”有高低之分,就像手機離路由器越近,WiFi信號越強一樣,衛星離地球越近,信號傳輸的質量越好,所以通信衛星一般都在較低的軌道;衛星遠離地球時,信號質量變差,但覆蓋范圍更廣,所以中繼衛星位于較高的軌道,便于遙控其他衛星。
衛星需要電能才能運行。它的內部裝有蓄電池,外部則安裝了巨大的太陽能板,利用太陽光來發電。一些衛星還有油箱和推進器,可以通過燃燒化學燃料來推進。
衛星的作用五花八門
人造衛星聽起來很遙遠,但實際上,從日常出行到探索宇宙,它們每時每刻都在默默地幫助人類。
出行導航 地圖導航幾乎是當今每個人手機上的必備應用。不僅去陌生的地方使用,即使去熟悉的地方,人們有時也會讓導航軟件為自己規劃一條更方便快捷的新路線。導航服務依靠的就是太空中數十顆衛星組成的導航系統,如全球定位系統(GPS)、北斗衛星導航系統等,它們能迅速定位,并把位置信息發回給手機。飛機、船只也需要類似的軟件來定位。
預測天氣 氣象衛星俯瞰地球,對全球各地進行24小時不間斷天氣監測,拍攝地球上的云層、冰雪、火災、煙霧等。氣象工作者對這些照片作出分析,就成了我們每天看到的天氣預報。
探索宇宙 太空望遠鏡也屬于人造衛星,如哈勃望遠鏡,它讓我們看到了遙遠天體的壯麗圖景。
衛星電話 通常我們使用手機時,手機信號會通過基站傳輸。但在人跡罕至的地區,如沙漠和大海,沒有基站,手機完全沒有信號。這時人們要用衛星電話聯絡外界,由衛星傳輸信號。
如果沒有人造衛星會怎樣
假如有一天,人造衛星全都消失了,我們的生活將變得一團糟。
首先,紙質地圖成了出門必備,飛機將在云層中迷路,水手要憑借指南針和星星尋找方向。天氣預報將變成“無獎競猜”,臺風、沙塵暴等災害神出鬼沒,“打”得人們猝不及防,一旦遇到災難,偏遠地區的人將求助無門。人們也沒辦法正常上網,因為互聯網有嚴格的網絡協議,需要靠衛星校準全球各地的時間,時間準確才能收發信息。沒有衛星,網絡將出現嚴重故障。
我們離不開人造衛星,但衛星太多也會造成麻煩。報廢衛星與火箭的殘骸碎片會成為太空垃圾,哪怕是一顆小小的螺絲,都有可能撞壞衛星的太陽能板。如今,地球周圍飄浮著上億塊太空垃圾。衛星還會干擾地面天文望遠鏡的視野,甚至有科學家把路過的衛星誤認成新發現的天體,造成烏龍事件。
衛星退役后去哪兒了
那么,衛星退役后都去了哪里呢?一些衛星運營商計劃在衛星快報廢時讓它加速,進入遠高于地球同步軌道的“墓地軌道”,這樣就能避開絕大多數的在役衛星。還有一些衛星則進入更低的“處置軌道”,在大氣中燃燒殆盡。
目前,科學家們正在研究、設計多款“清潔車”,用來收集沒有推進能力的報廢衛星和太空垃圾。
2016年,日本曾向國際空間站發送了一臺設備,嘗試用繩索把太空垃圾拖出軌道,但沒有成功。
歐洲航天局計劃在2025年發射一顆裝有機械臂的人造衛星,它可以抓住軌道中的報廢衛星,并帶著它一起落入大氣層燒掉。
(《大科技·百科新說》)