你听过美国臭名昭著太空计划,西福特计划吗?1962年10月21日,美军范登堡空军军事基地的发射台上竖立的火箭运载舱中,搭载的不是飞船或卫星,而是1亿多根铜针。

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时隔7个月,1963年5月9日,美国又将3.5亿根铜针送入了地球轨道。美国为什么要把4.8亿根铜针送入太空中的地球轨道呢?要知道,这些铜针将常年以非常高的速度飞行,无论撞到任何天体,都会释放出强大的能量。

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相信这个西福特计划已经被大部分人遗忘了,但它至今仍然发挥着不可忽视的影响。

4.8亿根铜针绕地球飞行,臭名昭著的西福特计划

上世纪60年代初,世界上只有两种方式实现远程通信,一种是通过海底电缆进行数据传输,另一个是通过空中的电离层反弹无线电信号。

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当时的美苏仍在冷战,美国担心战争爆发时,苏联切断海底通信电缆。那样的话,美国就无法与分布在世界各地的美国军事基地保持实时通讯了。

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电离层反射无线电信号的通信方式很不靠谱,在阴天下雨,或是夜间时,信号的传播效果就会减少,或者会很不稳定。美国不敢靠天吃饭,他们绞尽脑汁想办法,希望能研究出一种更为可靠的通信方式,来传输一些加密的通信内容。

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1958年,麻省理工学院的林肯实验室提出了“西福特计划”,打算向太空中发射环状针云。因此这个计划最初时被称为“针计划”。

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(麻省理工学院,林肯实验室)

具体是这样的,他们计划在地球轨道上创建出一个铜针环,以实现全球无死角的永久无线电信号传输,并可以不受到太阳等其他太空干扰的限制。这个办法可以取代之前靠天吃饭的电离层通信方案。

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在计划中,铜针环数十亿根铜针组成,每根铜针长1.78厘米,直径仅25.4微米,重量为40微克。这些铜针被发射到距地面3000多公里地球轨道上,形成了一个环状针云,以此来反射8000兆赫的信号。

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美国1961年10月向空中发射了第一批铜针,总共1亿多根。但这些铜针没有按原计划散开,无法建立有效的通信传输。1963年5月,他们再次做出尝试,将3.5亿根铜针送入地球轨道。

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这一次,他们吸取了教训,把铜针紧紧挤压进由萘凝胶制成的装置中。铜针和包装总共重20公斤。搭载卫星发送到地球轨道不久,萘凝胶就太空中蒸发殆尽,最终释放了全部铜针。

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铜针按计划散开,在地球上空形成了环状针带,每立方米约有50根铜针。这些铜针也被称作偶极天线。当这种波长的微波信号撞击铜针时,就会产生强烈的反射,每个天线会向各个方向,重复它们所接收到的完全相同的信号。

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美国使用这些环状针云,在相距4800公里加利福尼亚州和马萨诸塞州之间,成功地建立了通信。正因为这次实验的成功,美国决定再发射两个环状针带,永久地放置在地球轨道上,实现更为稳定的通信。这个计划如果真的实现了,地球就将拥有与土星相同的光环。

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在反对声中坚持,4.8亿根铜针哪去了?

这项决定引起了天文学家的反对,他们认为这条针云环带会影响到天文观测。同时,从这个计划提出的第一天起,就受到了各个国家的一致反对。他们认为,美国没有与其他国家协商,没有权利随意利用地球上层空间,这会损害别国在太空的利益。

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美国绝不会被别国的反对意见拖住脚步,因为对他们来说,急需解决的问题就是来自其他国家的潜在威胁。不过,问题很快就被完美解决了,当然,并不是以美国服软的形式。

1966年,美国成功发射了自己的首个卫星通信系统。如此一来,这4.8亿根环状针云的作用就不大了。因此,这项西福特计划也就停止了。事到如今,60年过去了,那些曾被美国发射到地球轨道上的铜针哪去了呢?

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当年在遭到各国反对时,美国的联合国大使就曾说过,所有在轨道上飞行的铜针都将在太阳辐射的作用下,在3年之内离开轨道,返回地球。此外,铜针的体积小,相互间的距离远,并不会给天文观测带来影响。

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1970年,虽然大量铜针在地球引力的作用下返回了大气层,但仍然有相当多的铜针在既定轨道上残留着。而那些返回大气层的铜针,因为太小,在重返地球时基本完好无损,同时也污染了地球环境。

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目前来看,已经有数不清的铜针遍布在了北极高地的各个角落,每平方公里约5根。美国也在努力寻找掉落在北极的铜针,因为研究它们,可以更好地了解太空环境。

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由于掉落下来的铜针体积过于微小,人类根本难以发现它们。想在数十亿吨北极冰雪中找到细小的铜针,大海捞针也没什么两样。何况,这些铜针已经北极造成了一定的污染。

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据称,NASA(美国航空航天局)一直在跟踪游荡在太空中的铜针。据统计,截至2020年3月,仍有36根铜针在地球轨道上运行。它们都成为了漂浮在太空中的垃圾。

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没有人知道,还有多少根铜针是没被观测到的。而美国就是制造太空垃圾最多的国家。

美国,绝对的太空垃圾制造者

自从1957年,前苏联第一颗卫星成功发射以来,世界各国共发射了5000多颗卫星。在那其中,有2000多颗人造卫星在轨运行中。实际上,这个数量并不算多,地球的外层空间还有很大的潜力,能承担更多颗卫星。

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这是因为在300公里到1500公里的近地轨道之中,至少是可以容纳100万颗卫星的。俗话说,有便宜不占小笨蛋。面对如此庞大而丰富的空间资源,不少人坐不住了。

马斯克就不想当小笨蛋。按照马斯克SpaceX公司星链计划,至少要向空中发射4.2万颗卫星,以解决全球的互联网连接问题。成功之后,即使是在人迹罕至、寸草不生的地区,也不必担心网络连接的问题。亚马逊等民营企业也不甘落后,打算向太空发射4000颗卫星。

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如果越来越多的商业公司都来分一杯羹,那地球外层空间太拥挤了。而等到这成千上万颗人造卫星使用期满,地球周围的垃圾就会更多了。

1978年,一个名叫唐纳德·凯斯勒的科学家提出了一个非常严重的问题,是“凯斯勒综合症”。他认为,如果地外人造卫星数量过多,太密集的话就会造成严重的后果。

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假如一枚小小的碎片击中一颗卫星,就会使这颗被击中的卫星分离出更多的碎片。这些碎片在地外漫无目的地狂奔,会引起可怕的连锁反应,最终失控。

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当数量庞大的卫星被无数碎片摧毁时,地球轨道就变成了充满极高速飞奔的碎片,它们就像一颗颗子弹,随时都会打中任何一个目标。地球周围将会布满数不胜数的太空垃圾。

到那时,地球轨道就变成了致命的空间,人类也就再也不能发射卫星了,就连乘坐宇宙飞船飞离地球,都只是美梦一场。人类将被囚困在地球之内。

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这可不是骇人听闻,看看现在的地球外层空间吧,不论是行将报废的国际空间站,还是我国的飞行器和中国空间站,都有极大的可能遭到各种碎片的突然袭击。

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于是中、俄、美等各航天大国,都在持续追踪着那些飘荡着的铜针太空漂浮物。这些细小的铜针如果在高速运行中无意间撞上某个航天器,就会产生严重的太空事故。

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各国的太空碰撞预警单位,一旦发现本国航天器有些许被碰撞的安全隐患,都会提前预警,并控制避障。欧洲空间局管理的卫星,每周至少有一次避障操作。

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我国的航空航天科学家们在研究卫星的同时,也在努力寻求着清理太空垃圾的对策。

对此你有什么看法呢?欢迎在评论区留言讨论。

作者:竟至

校稿:川川