气候变化将延长高层大气空间碎片的寿命 提高航天器碰撞的风险

气候变化将延长高层大气空间碎片的寿命提高航天器碰撞的风险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，延长空间碎片的寿命，增加碎片与卫星碰撞的可能性。如果耗资数十亿美元的卫星被摧毁，碰撞可能会导致严重的问题，因为人类社会正越来越依赖卫星的导航系统、移动通信和监测地球。PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333131.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333131.htm

NASA小行星撞击航天器DART估计撞走了重达200万磅的碎片

NASA小行星撞击航天器DART估计撞走了重达200万磅的碎片美国宇航局的DART（双小行星重定向测试）任务是探索我们如何通过使用武力来抵御即将到来的小行星。为测试这一想法而部署的航天器于去年11月发射，然后在9月以14000英里/小时（22500公里/小时）的速度猛烈撞击Dimorphos。随着世界各地的望远镜对Dimorphos的观察，在几个星期内，任务科学家们就有了足够的信息，认为这一努力是成功的。他们计算出，这次撞击改变了这颗小行星的轨道，并将其围绕母小行星Didymos的轨道缩短了33分钟，而随后的观测开始显示出尾随彗星的碎片，这些碎片在天空中延伸超过10000公里（6,000英里）。动画显示Dimorphos在80分钟内横跨天空，后面有一串碎片尾巴MagdalenaRidge天文台/NMTech在小行星撞击后的几个月里，对这些弹射物的密切研究使研究小组得出结论，DART号卫星转移了超过200万磅（几乎100万公斤）的灰尘和岩石，足以装满六或七节铁路车厢。这些发现为科学家们试图围绕撞击所带来的动量建立的整体图景提供了依据。根据他们的新计算，所转移的动量大约是小行星干净地吸收了航天器并没有产生任何喷射物状态下的3.6倍。这表明碰撞所激起的岩石和碎片在转移Dimorphos的过程中发挥了比航天器本身更大的作用。美国宇航局的DART航天器在最后时刻看到的Dimorphos的表面NASA/JohnsHopkinsAPL通过了解所转移的动量，科学家将能更好地规划未来的小行星碰撞任务，如果有一天我们需要真正地将一个小行星引开以拯救地球的话。这些知识可以影响撞击器航天器的设计，或者帮助确定碰撞的时间，以确保小行星被弹离轨道足够远。来自约翰霍普金斯大学APL的DART调查小组负责人AndyCheng说："动量转移是我们可以测量的最重要的事情之一，因为它是我们开发一个撞击器任务以转移一个有威胁的小行星所需要的信息。了解航天器的撞击将如何改变小行星的动量是为行星防御方案设计缓解策略的关键。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335619.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335619.htm

俄罗斯一卫星爆炸产生至少250个碎片

俄罗斯一卫星爆炸产生至少250个碎片可实时跟踪低地轨道航天器、为美太空军提供咨询服务的美国太空商业公司LeoLabs发布报告称，6月26日，俄罗斯一颗卫星意外发生爆炸，在太空中产生了数百个碎片，成为太空垃圾。涉事卫星是俄罗斯废弃的遥感卫星“ResursP1”，2021年退役，轨道高度约355公里。虽然这次爆炸虽然强度不大，但是在500公里高的轨道上，产生了至少250个碎片。这些碎片预计会在轨道上停留几个星期到几个月，直到落入大气层，可能会对国际空间站、中国空间站和其他低轨卫星造成一定的威胁。目前尚不清楚这颗卫星爆炸的原因，LeoLabs猜测最有可能的是外部刺激，比如微型天体或者其他太空垃圾的碰撞。——、

俄罗斯卫星在轨道上解体后 美国太空部队对碎片展开追踪

俄罗斯卫星在轨道上解体后美国太空部队对碎片展开追踪宇宙2499是一颗神秘的卫星。俄罗斯在2014年悄悄地发射了它，目的不明。OrbitalFocus是一个报道太空事件和追踪卫星的业余网站，它记录了宇宙2499号卫星之前在2021年底发生的一次引人注目的破裂事件，这次碎裂产生了22块可追踪的碎片。近年来，俄罗斯的太空设备已经卷入了一系列的轨道垃圾事件。已失效的宇宙号2361卫星和俄罗斯的一个老式火箭体在1月发生了令人担忧的近距离碰撞。美国方面还谴责了2021年俄罗斯"鲁莽"的导弹试验，该试验摧毁了一颗卫星并产生了1500多块新的轨道碎片。宇宙2499号的解体再一次提醒人们，随着失效的装备堵塞了地球周围的空间，轨道上是多么拥挤。火箭部件、破损卫星的微小碎片和其他垃圾对运行中的航天器构成了威胁，以至于国际空间站不得不定期躲避碎片以保持安全。研究人员正在寻找减少和清除太空垃圾的方法，但进展缓慢。与此同时，还有更多的碎片被添加到轨道上的垃圾堆中。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1343321.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1343321.htm

人工智能驱动的激光器：太空碎片的现代解决方案

人工智能驱动的激光器：太空碎片的现代解决方案地球的低轨道正在被对太空资产构成威胁的垃圾填满。西弗吉尼亚大学的新研究探讨了天基激光器能否将微小颗粒或大块碎片从可能与卫星或空间站等物体发生碰撞的轨道上清除。图片来源：西弗吉尼亚大学插图/SavannaLeech如果研究取得成效，太空激光器的协调网络就能将遍布地球轨道并对航天器和卫星构成威胁的碎片从潜在的碰撞轨道上引开。西弗吉尼亚大学空间系统运行研究实验室主任李恒文（HangWoonLee）说，地球周围正在积聚大量的人造碎片，包括已失效的卫星。轨道上的碎片越多，其中一些碎片与载人和无人太空资产发生碰撞的风险就越高。他说，他认为防止这些碰撞的最好办法是在太空平台上安装多个激光器阵列。这些由人工智能驱动的激光器可以机动协作，对任何大小的碎片做出快速反应。HangWoonLee，西弗吉尼亚大学本杰明-M-斯塔特勒工程与矿产资源学院机械与航空航天工程助理教授；西弗吉尼亚大学太空系统运行研究实验室主任。图片来源：西弗吉尼亚大学照片美国国家航空航天局的支持和研究进展李是本杰明-M-斯塔特勒工程与矿产资源学院机械与航空航天工程系的助理教授，他因潜在的突破性研究而获得了2023年美国国家航空航天局（NASA）著名的"早期职业教师奖"。美国国家航空航天局（NASA）每年为李的快速反应碎片清除研究提供20万美元的资助，为期长达三年。这项工作目前还处于早期阶段，研究小组正在验证他们建议开发的运行激光系统的算法是否是一个有效的、具有成本效益的解决方案。李说："我们的远景目标是'多个天基激光器积极执行轨道机动，协同处理轨道碎片'，这将有助于及时避免与高价值空间资产发生碰撞。当前目标是开发一个可重新配置的天基激光器网络和一套算法。这些算法将是使这种网络成为可能并使其效益最大化的使能技术。"日益严峻的太空碎片挑战如果一个自然物体（如微流星体）撞击一个人造物体（如运载火箭残骸），所产生的碎片会迅速传播，即使是小如油漆斑点的碎片，也可能具有刺穿观测或通信卫星或国际空间站侧面的力量。这已经成为一个亟待解决的问题，因为太空正变得越来越杂乱。尤其是地球的低轨道吸引了像SpaceX的Starlink这样的商业电信系统，该系统利用卫星为用户提供宽带互联网。低轨道也是用于天气预报和土地覆盖分析的卫星的家园，同时也是深空探索的中转站。Lee说："物体数量的增加增加了碰撞的风险，危及载人任务，并危及高价值的科学和工业任务。他补充说，太空碰撞会引发多米诺骨牌效应，即"凯斯勒综合症"，从而引发连锁反应，增加进一步碰撞的风险，使太空变得不可持续和充满敌意"。与其他技术相比的激光优势其他研究人员正在开发钩子、鱼叉、网和清扫器等碎片清除技术，但这些技术只适用于大型碎片。李的方法应该能够处理几乎任何大小的碎片。李的团队将开发的算法套件可能适用于安装在大型卫星上的激光器，也可能为安装在自己专用平台上的激光器提供动力。作为研究的一部分，他将对激光网络可能采取的各种形式进行评估。无论哪种形式，该技术都将能够自行做出许多决定，独立执行操作并设定优先级。该系统将决定以哪些激光组合瞄准哪些碎片，同时确保所产生的轨迹不会发生碰撞。当一束激光射中一块碎片时，并不会将其消灭。相反，碎片会被推向一个新的轨道，通常是通过激光烧蚀。这意味着激光束会汽化一小部分碎片，产生高速等离子体羽流，将碎片推离轨道。激光烧蚀和光子压力过程会导致目标碎片的速度发生变化，最终改变其轨道的大小和形状。这就是使用激光的动机所在。改变碎片轨道的能力可以通过激光器网络进行有效控制，使空间碎片移动或脱离轨道，避免发生碰撞等潜在的灾难性事件，"李解释说。"使用由多个激光器组成的系统可以创造多个与碎片接触的机会，从而更有效地控制轨道。多个激光器可以在更大的强度范围内同时作用于一个目标，以单个激光器无法做到的方式改变其轨迹。"李将与位于费尔蒙特的TMC技术公司的首席系统工程师ScottZemerick合作，在"数字孪生环境"中验证整个项目中开发的所有模型和算法。李说，这将确保产品可用于飞行软件。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1389765.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1389765.htm

中子星碰撞事件GW170817帮助揭开暗物质之谜

中子星碰撞事件GW170817帮助揭开暗物质之谜两颗正在合并的中子星的艺术家插图。资料来源：NSF/LIGO/索诺玛州立大学/A.Simonnet类轴子粒子研究文理学院的物理学家布帕尔-德夫（BhupalDev）利用这次中子星合并的观测结果--天文学界将这一事件命名为GW170817--得出了关于类轴子粒子的新约束条件。这些假想粒子尚未被直接观测到，但它们出现在标准物理学模型的许多扩展中。轴子和类轴子粒子是构成科学家至今无法解释的宇宙中部分或全部"缺失"物质或暗物质的主要候选粒子。至少，这些相互作用微弱的粒子可以作为一种门户，将人类所知的可见部分与宇宙中未知的黑暗部分连接起来。《物理评论快报》（PhysicalReviewLetters）上这项研究的第一作者、该大学麦克唐纳空间科学中心（McDonnellCenterfortheSpaceSciences）的研究员德夫说："我们有充分的理由怀疑，超越标准模型的新物理学可能就潜伏在不远处。"中子星合并的启示当两颗中子星合并时，会在短时间内形成一个高温、高密度的残余物。德夫说，这个残余物是产生奇异粒子的理想温床。残余物会在一秒钟内变得比单个恒星热得多，然后根据初始质量的不同，沉淀为一颗更大的中子星或黑洞。在这幅动画中，注定要灭亡的中子星呼啸着走向灭亡，它代表了在GW170817发生九天后观测到的现象。图片来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心/CI实验室这些新粒子悄无声息地逃离了碰撞的碎片，在远离其源头的地方，可以衰变成已知的粒子，通常是光子。德夫和他的团队（包括华盛顿大学校友史蒂文-哈里斯（现为印第安纳大学NP3M研究员）以及让-弗朗索瓦-福尔廷、库弗-辛哈和张永超）发现，这些逃逸的粒子会产生独特的电磁信号，可以被美国宇航局的费米-LAT等伽马射线望远镜探测到。研究小组分析了这些电磁信号的光谱和时间信息，确定他们可以将这些信号与已知的天体物理背景区分开来。然后，他们利用费米-LAT关于GW170817的数据，推导出轴子-光子耦合作为轴子质量函数的新约束条件。这些天体物理约束与实验室实验（如轴子暗物质实验（ADMX））的约束相辅相成，后者探测的是轴子参数空间的不同区域。粒子物理学的未来前景未来，科学家们可以利用现有的伽马射线太空望远镜（如费米-LAT）或拟议中的伽马射线任务（如华盛顿大学领导的先进粒子-天体物理学望远镜（APT）），在中子星碰撞期间进行其他测量，帮助提高他们对类轴心粒子的理解。德夫说："中子星合并等极端天体物理环境为我们寻找轴子等暗部门粒子提供了新的机会之窗，轴子可能是了解宇宙中缺少的85%物质的关键。"编译自/scitechdaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423415.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1423415.htm