围绕着地球轨道,太空中漂浮着无数没用的人造物体:太空垃圾。它们小到从人造卫星上剥落的金属碎片、裂漆或粉尘,大到整个火箭发动机。自从1957年人类开始发射人造地球卫星,被大胆地甩进地球轨道的金属部件就越来越多,而且它们所持的往往是单程票——不被回收,无法控制。
这就是地球周围现在有超过16000块太空垃圾的原因。它们加起来重达6000吨以上,对正在运转的卫星构成了极大威胁。
大气层在一定程度上避免了太空垃圾高速撞向地球,但是平均算下来,一颗报废的卫星会有10%至40%的部件最终掉回地球表面。这些烧焦的碎片大小不等,有的只像卵石那么小,有的却可能大如一头牛。一些卫星配备了火箭发动机和推进剂贮箱,这样可以引导它们坠入海洋,而不是一个人口稠密的社区。但不是所有卫星都带有这种贵得要命的系统。
如何确定一颗卫星是否值得配备昂贵的引导系统呢?美国联邦航空管理局使用公式,来计算卫星碎片砸进人口稠密区的概率。也就是说,这种公式(如图)可以估算一块太空垃圾击中地面上一个人的几率。如果你正巧知道些关于卫星的数值,不妨抓过一支笔,用它算算自己“中标”的机会。
Pf:一块太空垃圾掉回地球的概率。它的主要计算对象是卫星解体后形成的每块单独的碎片。
Ni:在i地区的平均人口密度。为了便于分析,假定将地球表面像网格一样划分成多个i区。
Pi:太空垃圾击中i区的概率。这是一个与lat和inc有关的函数,其中lat代表i区所在的纬度,inc代表太空垃圾坠落的轨道与赤道间的夹角。
A:危险区。一块太空垃圾体积越大,A区(危险区)的面积就越大。与Ni值相乘说明如果太空垃圾落进到i区,将有多少人可能“中标”。
Ec:预期伤亡值。当Ec值达到0.0001,即说明1万人中可能会出现1人伤亡,这时已需要对这颗卫星的坠落路线进行引导。
美国《连线》杂志