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也是時候開始擔心月球周圍的太空垃圾了

發帖時間：2025-11-22 13:03:13

[熱點] 來源：骨軟筋酥網

阿波羅16號助推器撞擊。鳴謝:uux.cn/美國宇航局
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也是時候開始擔心月球周圍的太空垃圾了

美國太空部隊隨時間模擬的空間碎片。紅色物體在低地球軌道，而綠色物體穿過地球軌道到達順月空間。鳴謝:uux.cn/普渡大學/卡羅琳·弗魯
追蹤月球空間碎片
由Carolin Frueh領導的這項研究將為追蹤月球附近天空中的主要區域和區域提供資產，以執行這樣的任務。這項研究還指出使用“四體幾何學”來模擬軌道隨時間的演化。
跟蹤和避免碎片已經是國際空間站在低地球軌道上經常遇到的問題。這也是未來探月任務必須面對的問題。
“目前，還沒有太多的任務進入(順月)空間，”Carolin Frueh(普渡大學)告訴《今日宇宙》。“從這個角度來看，我們‘知道正在發生什么’，但由于我們(還)沒有在該區域建立監測，我們缺乏大量信息，特別是關于進入該區域的深空物體和碎片物體的信息。”
順月空間中的千鈞一發
最近的事件凸顯了月球周圍的事情是多么的繁忙。最近在2022年初發生在月球遠端的月球火箭助推器墜毀就是這樣一個例子。最初被認為屬于SpaceX公司，后來被確認為屬于中國的長征火箭上面級。
說到千鈞一發，美國國家航空航天局古老的月球勘測軌道飛行器(LRO)最近被韓國探路者月球軌道飛行器(KPLO)的ShadowCam儀器在僅18公里的范圍內發現。
也是時候開始擔心月球周圍的太空垃圾了

KLPO的ShadowCam看到了美國國家航空航天局的LRO號飛船的模糊圖像。
四體問題
地球和月球之間的空間鴻溝是巨大的。這個區域大約有25萬英里寬，負責追蹤太空垃圾的陸基雷達和望遠鏡也管理不善。環繞地球(或更好的是月球)軌道上的太空資產會做得更好，盡管目前還沒有。
“近地環境由地球主導，對于衛星，我們稱之為兩體幾何，”Frueh說。“在地球同步區域的顯著上方，月球的引力不僅僅是兩體軌道上的小擾動，我們稱之為三體幾何學。當考慮到地球、月球和太陽的引力效應時，四體幾何學開始發揮作用。由于太陽是一個巨大的引力體，它當然是對二體和三體軌道的擾動。當我們想要評估物體在近期和中期是停留在順月(地球-月球)區域，還是將離開該區域(然而，可能在更晚的時間返回)時，四體幾何學尤其相關。”
Frueh使用光變曲線來預測地球軌道上衛星即將發生的分裂事件。這也可以適用于月球。
“在我自己的工作中，我利用四體幾何來評估cis-lunar領域的光電(太空望遠鏡)監視選項，”Frueh說。“在這里，三體近似中的天體動力學已經足夠好了，但我使用了四體幾何來獲得EO(電光)傳感器所需的近似范圍內的太陽光照條件。”
未來繁忙的十年
從日心軌道返回的太空垃圾通常作為臨時衛星進入月球或地球軌道。J002E3就是這樣一個例子，它被證明是阿波羅12號的助推器。另一顆是小行星2010 QW1，后來被確認為中國嫦娥二號任務中的長征-3C上面級。
“是的，以太陽為中心的物體可能會回到cis-lunar領域，”Frueh說。“因此，在評估‘離開cis-lunar區域’的處置方案時，必須考慮在(更)晚的時間返回。”
也是時候開始擔心月球周圍的太空垃圾了

在一個多月的時間里，爆炸的宇宙飛船碎片在月球附近的擴散。鳴謝:uux.cn/普渡大學/Ariel Black/Carolin Frueh
未來十年的登月任務包括載人的阿爾特彌斯任務。接下來是明年的阿爾特彌斯二號登月計劃，以及2025年的阿爾特彌斯三號登月計劃。美國宇航局的蝰蛇漫游者將于2024年前往月球。天體機器人和直覺機器最早將于今年晚些時候登陸月球。此外，載人月球門戶軌道前哨計劃于2025年底。
改善跟蹤和探測，最好是通過一個原地月球跟蹤網絡是至關重要的。“為cis-lunar地區建立一個全面的監視系統是目前非常活躍的研究和發展領域，”Frueh說。
進入阿爾特彌斯協議
29個國家于2020年簽署的《阿耳特彌斯協議》直接涉及應對日益嚴重的空間碎片問題的必要性。
許多國際機構也押注于“月球經濟”的增長。這將增加未來幾年月球交通的工作量。許多公司正等著開發月球資源，包括經濟和科學資源。為此，歐洲航天局(ESA)也在尋求建立月光，這是一個圍繞月球的獨立通信網絡。這個由三到四顆衛星(加上在軌備件)組成的網絡最早將于2025年到位。
隨著人類在未來十年大規模重返月球，我們將有一次機會來正確處理并控制月球周圍的碎片。

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