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凯斯勒综合症

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凯斯勒综合症

中文名称 ：凯斯勒综合症 提出人 ：美国科学家唐纳德·凯斯勒 提出时间 ：1978年

凯斯勒综合症（Kessler syndrome）是由美国科学家唐纳德·凯斯勒（Donald Kessler）于1978年提出的理论，该理论指出在太空垃圾过于密集的情况下，一颗卫星偏离轨道或者遭到一颗流星的撞击时会产生连锁反应，进而有大量卫星被毁，变成太空垃圾，对国际空间站等航天器的安全构成威胁.

理论提出

1978年，美国宇航局科学家唐纳德·凯斯勒首次提出一项理论：地球周围太空的物体（卫星和各种太空垃圾）密集度已经达到令人担忧的程度。由于轨道中的物体飞行速度极快，如果一颗卫星偏离轨道或者遭到一颗流星的撞击，这种事故将产生连锁反应，进而有大量卫星被毁，变成太空垃圾，对国际空间站等航天器的安全构成威胁。凯斯勒担心巨大的撞击会加速这一过程，破坏绝大多数通讯卫星，所形成的碎片带让人类在长达几十年时间里无法向太空发射任何新的无人或者载人航天器。当凯斯勒向世人发出这一警告时，刚好38岁。文章发表后，美国航天局立刻成立了轨道碎片项目组，并让凯斯勒负责研究这个问题。此后他的职业生涯便是跟踪宇宙垃圾，同时与其他国家的同行联手，努力降低太空垃圾形成的速度。他对轨道碎片大爆发周期的预测 --- 每30至40年出现一次 --- 已经成为著名的凯斯勒症候（Kessler syndrome）。

实现机率

虽然被太空碎片撞击的可能性很低，但并不代表没有这种可能性。美国的太空司令部一直对大大小小的太空垃圾进行监测。一旦飞入国际空间站或者航天飞机的轨道，太空垃圾便可能对它们的安全构成威胁。如果预见到可能有这种情况发生，他们便会让空间站和航天飞机稍微偏离轨道，避开太空碎片。然而《地心引力》的科学顾问凯文·格雷泽也指出，一旦航天飞机遭受到像电影中那样强度很大的撞击而进入旋转状态，就根本无法阻止其继续旋转。即使努力尝试，RCS（反应控制系统）推进器的燃料也会在旋转停止之前耗光。 2007年1月，中国从地面发射一枚导弹，摧毁了自己的一颗报废的气象卫星，同时形成数千块高尔夫球大小或者更大的碎片，足以破坏沿途的任何物体。当时，一些碎片在国际空间站附近飞过。2013年初，俄罗斯的一颗小卫星被太空垃圾撞成重伤。 [1]

现实案例

铱星事故

• 2009年2月10日，凯斯勒症候闪亮登场。大约在西伯利亚冻土带上方800公里的太空，两颗卫星正在遨游，各自的运行速度为每秒8公里。承担电话中继任务的铱星33号向北飞行。此刻，俄罗斯早已退役的通讯卫星宇宙2251号正在一条失控的轨道上像个醉汉踉跄前行。突然，两颗卫星亲密接触，刹那间猛烈的撞击把两颗卫星化成2100块碎片。虽然对地面产生的影响微乎其微，也许只有几块残片掉到地面，但在遥远的太空，后果却十分严重。卫星残骸很快扩展形成一朵碎片云，轨道上的每块碎片都成了一枚炮弹，足以摧毁任何一颗价值连城的人造卫星。<o
• 当凯斯勒从美国航天局的前同事们那里了解到撞击结果之后，他意识到发生的情况完全没有超出他的预期。他曾经的预测是，第一次卫星碰撞会发生在两个物体运行位置非常接近的时刻。这次事故犹如开战前的发令枪，表明太空撞击已经从理论走向了现实。“有些人还没有意识到这些物体飞行的速度有多快，”他表示。“在如此快的速度下，即使很小的碎片也会造成巨大破坏。”<o
• 几乎就在这次事故发生后不久，一个名叫空间监测网的军事单位立刻展开行动。该监测网的总部设在加利福尼亚州范登堡空军基地，从此在联合太空作战中心的指挥下，他们开始利用雷达和光学传感器系统监测太空垃圾。他们早在美俄两颗卫星发生碰撞事故前，就对120颗活动卫星进行了跟踪，发现其中5颗每天都有可能发生碰撞”。但这次事故让所有人都感到意外，因为“它根本就不在那天可能发生事故的名单中，”铱星公司的一位发言人说。
• 联合作战中心迅速行动，把电脑处理能力提高一倍。到2010年年初，被计算机纳入自己监测范围的活动卫星已经达到1000颗，失效卫星和火箭推进器3700颗，此外还有拳头般大小的物体15,300个，所有这些物体平均每天发生碰撞的可能性高达75%。然而，被计算机忽略的玻璃弹子大小的微型碎片估计有50万个，它们也可能对卫星构成威胁。尽管这些小碎片无法被地面跟踪系统定位，但它们对卫星的杀伤力却毫不逊色。

马达碎片

铱星事故仅仅过去一个月，又发生了一起太空马达碎片差点撞击国际空间站的事故。在美国东部时间中午12时左右，国际空间站正在352公里的太空飞行，宇航员们在这座造价1000亿美元的实验室里进行日常维护工作，突然他们收到警告，要为可能发生的撞击做好准备。他们听从指令钻进国际空间站的救生艇，即俄罗斯制造的联盟号密封舱，它能在必要时刻为宇航员提供逃生机会。几分钟后，马达碎片在与国际空间站相距数公里的地方擦肩而过。美国航天局的培根直言不讳地指出：“凯斯勒综合症正在发作，我们所处的环境已经失控，如果我们不立刻着手扭转这种局面，未来的太空将无法使用。“