太空“沙塵暴”威脅航天器安全 有害脈沖或致其罷工

2017年05月05日10:44  來源:科技日報
 
原標題:注意!太空“沙塵暴”正威脅航天器安全

目前,衛星等太空航天器遭遇的電氣事故中,有一半以上找不到具體原因。據美國電氣和電子工程師協會(IEEE)《光譜》雜志4日報道,美國斯坦福大學和波士頓大學的科學家發現,速度達每秒數十公裡的太空“沙塵暴”,可能是航天器“罷工”的主因。

發表在《等離子體物理學》上的模擬研究表明,這些被稱為“微流星體”的太空顆粒雖不足以穿透航天器船體,但當它們發生撞擊時,微流星體會蒸發成等離子體,從而產生對航天器具有潛在威脅的射頻輻射脈沖。

過去幾十年中,科學家在研究超高速沖撞過程時發現,如果微流星體運動足夠快,就會產生輻射,但沒有人真正了解它們從哪裡來,其背后的物理機制是什麼。

此次,研究人員提出了一種理論:太空中散布著的微流星體以每秒40公裡—50公裡的速度運動,這個速度超過了國際空間站軌道速度5倍以上。當顆粒進入衛星等航天器,會蒸發成等離子體。但它接下來的行為不同尋常——隨著等離子體雲不斷擴大,其中的離子和電子彼此作用,產生了輻射脈沖。

這一發現令人不安。許多空間灰塵顆粒比預測模型中的尺度要大許多,速度也更快,其產生的脈沖遠遠超過航天器設計的承受能力。由於產生有害脈沖的等離子體很小,且在數微秒內消失,所以,每一個航天器都不能幸免,敏感的組件都可能受到沖擊。

目前,該研究團隊正在努力創建一個真正能在軌運行、專門測試真實數據的立方體航天器Morgana。未來進行星際旅行是人類的夢想,但在當下,解決微流星體的沖擊似乎是最緊要的課題之一。(記者 房琳琳)

(責編:王雅婷(實習生)、姚欣雨)