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失联46年的卫星,再次向地球发送信号,科学家却高兴不起来,为何?

从1957年第一颗人造卫星上天以来,人类大约发射了上万个人造物体到太空,但环绕地球运行的人造物体却大约有50万个,除了有完整结构的卫星以外,还有三级火箭以及上面级或者碰撞产生的垃圾,甚至还有国际空间站丢弃的垃圾和宇航员不小心遗失的工具!

在这么多人造天体中,大约只有1000多颗卫星还在正常工作,其他都是垃圾!但比较有趣的是,有一天在这些垃圾中,特别是将近50年前的一个垃圾,突然向你发射了信号,告诉你它还活着,请问你会有什么想法?

失联46年的卫星,再次向地球发出信号

英国无线电学会接到了康沃尔郡一名业余无线电爱好者的菲尔斯・威廉姆斯的报告,他在2012年12月18日的一次近地轨道信号搜索中,发现了一个237MHZ,每隔四秒重复一次的信号,消息传开后,经过多名无线电爱好者的确认,威廉姆斯怀疑可能是1965年就已经失踪的LS-1卫星发出的无线电信号。

这个消息经过媒体报道后,各种猜测纷至沓来,毕竟“死了”将近半个世纪的卫星突然发出信号似乎太诡异了,因为在很多年前的一部科幻电影《独立日》中,外星人就利用了地球卫星网络发出倒计时的指令,难道外星人真要借助僵尸卫星发生信号?难道正在工作的通信卫星不香吗,要去找四十几年前的老古董?

经过确认后,这个频率为237MHZ,每隔四秒重复的信号确实是LS-1卫星所发出的,而它的出现,可是有一段曲折而又离奇的故事,在现在看来,无疑是脑洞的计划!

全球通信,这不是一个梦!

现在你只要有钱,可以从地球上任何一个角落往家里打电话,比如欧星,海事卫星或者铱星电话,偶像和海事卫星是静止轨道卫星,只有中低轨道可以使用,极地就没发用了,因为会有遮挡。

而铱星电话则由66颗低轨道的运动卫星组成,它是唯一可以覆盖两极的移动通信终端,而且它的体积就比一台手机稍大,识别率最高的是它的拐弯的天线,缺点则是由于铱星高速运动,偶尔会因为卫星跑了下一颗卫星还没接上造成的通信中断现象。

铱星星座

但在卫星刚刚发射那会,哪来的全球移动通信呢?仅有的只是连接各大洲的电缆加上短波通信,这个受到电离层影响太大,所以不仅不稳定还会中断,随时得监测使用,那么如何来保证全球通信呢?

很简单,大开脑洞的美国人决定人工制造一个电离层,用啥造呢?美国人打算用火箭将大量针状铜丝发射到3500公里到3800公里,轨道倾角在96度到87度左右,形成一个环状,可以发射来自地面的无线电波到地球另一端。

起来十分完美不是吗?但很可惜第一次直接就失败了,因为铜针没散开,第二次成功散开并且通信测试成功,似乎一切都水到渠成了,后续打算大展拳脚发射大量的铜针形成更大通信面积之时,人类的通信卫星技术获得了突破!

这些留在3500公里高度轨道上的天文数字般的铜针就成了太空垃圾,一直到现在还有很多在天上!而突破通信技术的就是LS-1卫星!这是9颗实验卫星中的第一颗,麻省理工的林肯实验室开始通过转发通信这种有源的方式来代替电离层和西福特计划中的铜针通信。他们已经解决了上行和下行链路以及多用户同时通信的问题!

出师未捷身先死,LS-1卫星运气不好

LS-1卫星有点像中国古代武将的大铜锤,“头部”是一个19面体,覆盖了2376个太阳能电池,其实也很无奈,因为早期卫星的姿态控制技术不过关,尽管片状的太阳能电池有效面积更大,但由于对准太阳很难,技术要求太复杂,所以只能贴在多面体的“大铜锤”上!

所以LS-1看起来就像一个闪闪发光,能亮瞎眼的大锤子,当然这都没啥,亮瞎眼就亮瞎眼,但主要问题都不在LS-1上,而且发射它的泰坦3A也没有问题,那么到底是啥出问题了呢?因为星载火箭挂了,说起来是LS-1卫星的问题,但其实还出在火箭上。

LS-1停留在一个非常尴尬的2800千米高度轨道上,这里刚好经过地球最大辐射的范艾伦辐射带,而且由于点火不成功,卫星处在了一种姿态无法控制的翻滚状态,连范艾伦辐射带高能带电粒子破坏它之前测试的时间差都么有了,原来美国军方还想在挂掉之前尽可能多做一些通信测试!但现在仅仅只做了一些基本测试后就将它放弃!

之后LS-1就彻底销声匿迹,但由于这个“大铜锤”轨道够高,所以它可以维持在这条轨道上至少数万年,即使在未来很久它也不会从轨道上坠落。

为什么已经彻底死亡的卫星,还会活过来?

这颗挂了46年的卫星突然发出信号,着实让大家有些愣神,而据威廉姆斯的调查,他怀疑LS-1应该是坏了,得出这个结论无疑会让人笑掉大牙,因为LS-1不是早坏了么,它还能更坏一点吗?

也许还真有可能,星载设备的继电器故障后接通了本不应该获得电源的237MHZ发射电路,使得它发出了信号,而4秒可能是它的供电周期而已,也许有部分太阳能电池已经失效,导致了翻滚时出现了这个周期。

其实像LS-1这样的僵尸卫星还不少,比如Transit 5B-5、LES-1、Galaxy 15、IMAGE、Zuma(USA-280)、LES-5,它们存在的唯二作用,第一是给了全球无线电爱好者一个非常有趣的研究课题,还有一个则是时刻提醒则全世界的关注基地轨道的人们,我们的头顶上可是有着无数定时炸弹的!

其中最恐怖的就是这颗Transit 5B-5,因为这是一颗美国海军在1964年发射的导航卫星,升空19天后失联被废弃的核动力卫星,它的轨道远地点是1083千米,近地点是1025千米,它的轨道几乎就是圆形,同样可以存在很久。

所以它存在和其他卫星相撞的可能性,而它的核动力性质更是让人揪心,但就像本文开头的说明,地球的近地轨道上总共有超过50万个人造天体,它们时刻都可能出现再次碰撞从而产生更多的碎片,而上一次就发生在2009年2月11日0时55分,美俄卫星惊天相撞!

两颗相撞卫星分别是美国1997年发射的铱星33,与俄罗斯1993年发射的Cosmos 2251卫星(现已报废),相撞地点位于西伯利亚上空,产生了大约12000块碎片,而根据这些卫星的轨道,这些碎片将能维持轨道1万年!

最近马斯克的星链计划更丧心病狂的在近地轨道上制造垃圾,准备将4.2万颗卫星部署到地球的轨道之上,每年都会数百颗卫星失效成为垃圾,也许不久的未来,人类想发射一艘宇宙飞船逃出地球都出不去了!