「瘋狂想法」成功:科學家用電波望遠鏡監測太空碎片
射電望遠鏡的設計目的是監聽來自恆星和遙遠星系的訊號,但科學家也注意到,這些儀器還可以追蹤距離地球較近的物體:地球軌道上的碎片。
工程師們已經使用了 著名電波望遠鏡 作為國際高海拔計劃的一部分,位於英國 Jodrell Bank 太空碎片。通常情況下,舊衛星和太空船零件都卡在裡面 地球靜止軌道 對於我們觀察太空碎片的正常方式來說太高了。然而,名為長基線多基地雷達(LBMR)的國際計畫成功地使用射電望遠鏡克服了這個問題。
Jodrell 銀行副董事 Simon Garrington 表示:“這是第一次這樣做。” 一個視頻 關於該項目。
一個迫切的問題
這是垃圾,這已經不是什麼秘密了 在地球軌道上迅速積累 – 死亡衛星、火箭碎片、來自 衛星碰撞 或者 反衛星飛彈試射等等。隨著我們每年繼續用數千顆衛星填滿地球軌道,我們也增加了有人被碎片擊中的風險。我們需要追蹤這些垃圾。
大多數衛星存在於海拔低於 1,250 英里(2,000 公里)的近地軌道 (LEO) 中,實際上是太空碎片。 更專注於LEO。然而,我們有充分的理由同樣擔心更高的地球靜止軌道 (GEO) 上的碎片,該軌道的高度下降了 22,500 英里(36,000 公里)。例如,通訊和氣象衛星停留在地球同步軌道上,太空碎片不需要大量進入就能構成威脅——只要一次不幸的撞擊就可以使衛星癱瘓。
這給廢物鷹派留下了一個難題。他們通常用雷達追蹤近地軌道上的太空碎片,但大多數地面雷達系統的靈敏度不夠高,無法看到地球靜止軌道的高度。相反,他們依靠光學望遠鏡來觀察地球同步軌道上的物體。這些望遠鏡適合追蹤較大的物體(寬度大於約 4 英寸或 10 厘米),但它們無法分辨較小的物體,例如雷達。然而,這些較小的物體可能與較大的物體一樣致命和破壞性。如果我們想用雷達看到它們,我們將需要特別靈敏的接收器。
幸運的是,這種設備也已經存在——這就是射電望遠鏡可以提供幫助的地方。
工程師嘗試用射電望遠鏡觀察碎片 自1990年代以來但 LBMR 在北約和英國航太局的支持下希望走得更遠,即時觀察碎片。
LBMR 工程師制定了一項計劃來實現這一目標。他們將透過麻省理工學院的雷達裝置發射無線電波 林肯實驗室 在美國,這些無線電波將從碎片上反射回來,並落回英國射電望遠鏡的碟形天線中,例如 洛弗爾望遠鏡 在喬德雷爾銀行。返回地面後,射電望遠鏡訊號將被即時處理和分析。
將雷達發射機與海洋遠端的射電望遠鏡對準,然後處理其訊號,說起來容易做起來難。
伯明翰大學電子工程師、另一位 LBMR 成員 Marco Martorella 表示:“這個想法大約在七年前開始。當時這似乎是一個瘋狂的想法,因為我們沒有任何同步。我們在大洋的一側擁有資產,在大洋的另一側也有其他資產。” 一個視頻。 “但我們足夠瘋狂,繼續前進。”
這花費了多年的時間,但研究人員現在已經成功證明他們可以用單一天線接收訊號。這使得他們能夠即時追蹤距碎片的距離,以及該距離變化的速度。
接下來,LBMR研究人員希望證明他們可以用多個射電望遠鏡同時獲得同一物體的雷達反射。研究人員表示,這將使清道夫鷹能夠使用射電望遠鏡技術來真正追蹤三維碎片。