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一個(gè)明亮的火球劃過(guò)天空（圖片來(lái)源：uux.cn/歐空局/美國(guó)國(guó)家航空航天局）
（神秘的地球uux.cn）據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)（Tereza Pultarova）：隨著越來(lái)越多的航天器被發(fā)射到地球軌道，太空飛行對(duì)環(huán)境的衛(wèi)星影響越來(lái)越明顯。
多年來(lái)，產(chǎn)生磁場(chǎng)越來(lái)越多的碎地球衛(wèi)星在地球大氣層中燃燒，這一直讓科學(xué)家們感到擔(dān)憂。影響現(xiàn)在，燃燒一篇新論文探討了衛(wèi)星重新進(jìn)入地球后，衛(wèi)星地球周圍出現(xiàn)的產(chǎn)生磁場(chǎng)“導(dǎo)電塵埃”外殼如何影響地球的保護(hù)磁場(chǎng)。
美國(guó)物理學(xué)家、碎地球冰島大學(xué)博士生Sierra Solter Hunt告訴Space.com：“我們的影響星球上到處都是垃圾。”Solter Hunter是燃燒這篇新論文的唯一作者，該論文已于2023年12月在在線存儲(chǔ)庫(kù)Arxiv上以預(yù)印本形式發(fā)表，衛(wèi)星目前仍在等待同行評(píng)審。產(chǎn)生磁場(chǎng)從那時(shí)起，碎地球這篇論文在網(wǎng)上引發(fā)了討論。影響索爾特·亨特對(duì)此感到高興，盡管有些人認(rèn)為她的結(jié)論被夸大了。
“我想開(kāi)始對(duì)話，”她說(shuō)。
Solter Hunt在她對(duì)“等離子體塵埃”的博士研究中遇到了地球高層大氣中金屬塵埃濃度增加的問(wèn)題。她解釋說(shuō)，等離子體塵埃，產(chǎn)生于構(gòu)成地球高層大氣的脆弱電離氣體與撞擊地球的流星燃燒留下的微小灰燼顆粒以及任務(wù)結(jié)束時(shí)燃料耗盡后螺旋返回的衛(wèi)星的相互作用。
流星從一開(kāi)始就撞擊地球，但它們的化學(xué)成分與衛(wèi)星完全不同。
索爾特·亨特說(shuō)：“流星只含有微量的高導(dǎo)電金屬。”。“另一方面，衛(wèi)星基本上完全由超導(dǎo)金屬制成。”
根據(jù)索爾特·亨特的計(jì)算，每天有50噸太空巖石在地球大氣層中蒸發(fā)，留下約450公斤的帶電塵埃。這比一顆重新進(jìn)入星鏈的衛(wèi)星產(chǎn)生的能量少了三倍。根據(jù)美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局的數(shù)據(jù)，目前，每天大約有一顆舊衛(wèi)星在地球大氣層中死亡。但隨著太空探索技術(shù)公司（SpaceX）的星鏈（Starlink）等大型星座運(yùn)營(yíng)商繼續(xù)組建機(jī)隊(duì)，這一數(shù)字還會(huì)增長(zhǎng)。
如果太空探索技術(shù)公司按計(jì)劃完成由42000顆衛(wèi)星組成的第二代星鏈星座，僅星鏈衛(wèi)星就將以每天23顆的速度重新進(jìn)入。這是因?yàn)樘仗剿骷夹g(shù)公司預(yù)計(jì)將定期用更新、能力更強(qiáng)的航天器升級(jí)其機(jī)隊(duì)。
Solter Hunt說(shuō)：“這大約是每天29噸的衛(wèi)星返回材料，僅用于星鏈超級(jí)星座。”。
研究人員說(shuō)，根據(jù)目前的技術(shù)，很難準(zhǔn)確地模擬出這么多導(dǎo)電材料將如何影響地球磁場(chǎng)。
索爾特·亨特說(shuō)：“衛(wèi)星大多由鋁制成，鋁是一種超導(dǎo)體。”。“超導(dǎo)體用于阻擋、扭曲或屏蔽磁場(chǎng)。我擔(dān)心的是，在未來(lái)的某個(gè)時(shí)候，這種導(dǎo)電塵埃可能會(huì)在磁層中產(chǎn)生一些擾動(dòng)。”

2024年1月2日發(fā)射的一批SpaceX星鏈衛(wèi)星，包括前六顆具有直接到蜂窩能力的衛(wèi)星。（圖片來(lái)源：uux.cn/SpaceX）
在這一點(diǎn)上，返回的人造碎片已經(jīng)產(chǎn)生了比地球范艾倫輻射帶質(zhì)量更多的導(dǎo)電塵埃，這兩個(gè)區(qū)域位于行星上方，由于行星磁場(chǎng)的影響，來(lái)自太陽(yáng)的帶電粒子在這里積累。
內(nèi)部和外部范艾倫帶分別在3700英里和7400英里（6000和12000公里）以及16000和28000英里（25000到45000公里）的高度之間延伸。另一方面，重新進(jìn)入衛(wèi)星的磁塵積累得要低得多，大約在地球表面以上37到50英里（60到80公里）。
索爾特·亨特認(rèn)為，導(dǎo)電外殼引起的擾動(dòng)可能會(huì)在地球的保護(hù)磁屏蔽上戳破洞，從而可能使更有害的宇宙輻射到達(dá)地球表面。在一個(gè)極端的、幾乎是世界末日的場(chǎng)景中，減弱的磁層可能會(huì)讓太陽(yáng)風(fēng)開(kāi)始剝離地球大氣層，就像數(shù)十億年前對(duì)火星大氣層所做的那樣。然而，這肯定不是一個(gè)直接的威脅。

顯示太陽(yáng)風(fēng)（紅色）與地球磁場(chǎng)（藍(lán)色，不按比例）相互作用的插圖。（圖片來(lái)源：uux.cn/Mark Garlick/科學(xué)圖片庫(kù)/Getty Images）
索爾特·亨特更關(guān)心的是對(duì)臭氧層的影響。當(dāng)來(lái)自衛(wèi)星的鋁燃燒時(shí)，它會(huì)轉(zhuǎn)化為氧化鋁，一種已知的臭氧消耗物質(zhì)。
加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)天文學(xué)和天體物理學(xué)副教授Aaron Boley領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組此前曾探討過(guò)巨型星座碎片對(duì)臭氧層造成的危險(xiǎn)。
博利的論文發(fā)表在著名的《科學(xué)報(bào)告》雜志上，他拒絕對(duì)索爾特·亨特的論文發(fā)表詳細(xì)評(píng)論，但表示這“開(kāi)啟了一場(chǎng)重要的討論”
然而，美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局的大氣化學(xué)科學(xué)家凱倫·羅森洛夫發(fā)表了關(guān)于衛(wèi)星再入大氣層產(chǎn)生的氧化鋁對(duì)地球高層大氣影響的論文，她表示，應(yīng)該謹(jǐn)慎對(duì)待這些結(jié)論。
包括羅森洛夫和博利在內(nèi)的科學(xué)家此前曾對(duì)地球大氣層中衛(wèi)星灰濃度的不斷增加以及這可能對(duì)地球產(chǎn)生的長(zhǎng)期影響表示擔(dān)憂。
2023年10月，另一個(gè)團(tuán)隊(duì)報(bào)告稱，使用美國(guó)國(guó)家航空航天局的高空研究飛機(jī)，在地球表面以上11.8英里（19公里）的高度探測(cè)到來(lái)自火箭排氣或燃燒的太空垃圾的顆粒。
研究人員認(rèn)為，由于這些粒子的體積很小，它們要么永遠(yuǎn)留在大氣層中，要么需要很長(zhǎng)時(shí)間才能回落到地球上。隨著火箭發(fā)射和衛(wèi)星飛行速度的加快，它們的濃度可能會(huì)急劇上升。
就像地球大氣中溫室氣體濃度不斷增加一樣，其后果可能在幾十年后才會(huì)變得明顯。
索爾特·亨特說(shuō)：“這些超級(jí)星座將不斷制造污染。”。“它會(huì)越來(lái)越多，會(huì)產(chǎn)生一些不同的化學(xué)反應(yīng)，我們基本上對(duì)此一無(wú)所知。”