201109240036UARS衛星可能於9/23重返大氣層

(2011.09.28更新)美國聯合太空控制中心(Joint Space Operations Center )確認UARS最後於臺北時間9月23日12:00開始落回地球,最後墜落在東經189.8度(西經170.2度)、南緯14.1度的廣闊海洋中,衛星碎片可能沿衛星軌道散落達480~1280公里長,目前NASA尚不知在這個地點有沒有任何目擊報告。下圖是臺北時間11:00-12:00的一小時內,UARS衛星殘骸走過的軌跡示意圖。

This map shows the ground track for UARS beginning in the Indian Ocean off the coast of Africa at 0330 GMT and ending at atmospheric interface over the Pacific Ocean at 0400 GMT.


 

  根據NASA最新預報資料,UARS衛星最可能於臺北時間9/24凌晨墜落。另根據衛星追蹤專家Ted Molczan利用USSTRATCOM的UARS軌道元素所做的預測,UARS最可能在臺北時間9/24凌晨2~6時墜落,相關預測圖如下。從圖中可見軌跡均未通過臺灣上空,砸中臺灣地區的機率極低,至於這個事件的始作俑者所在的北美地區更完全置身事外哩!

Satellite tracking expert Ted Molczan has used USSTRATCOM orbital elements of UARS to predict a decay time late on Sep 23, roughly between 18:00 and 22:00 UTC.

  衛星專家指出:墜落的衛星通常在距離地表約100公里左右開始解體、燃燒;因此如果這顆衛星真的在通過臺灣與琉球、沖繩之間的海域上空開始分解的話,那麼臺灣地區的民眾就有機會可在東北方至東方天空看到如火流星般的明亮軌跡。有興趣者,可徹夜守候,但不保證一定會看到喔!

資料來源:

  1. http://spaceweather.com/
  2. http://www.nasa.gov/mission_pages/uars/index.html
  3. http://www.universetoday.com/89113/uars-update-nasa-refines-crashing-satellites-debris-region-and-location/

(原新聞)

  根據美國航太總署(NASA)消息,美國一架已退役的科學衛星「高層大氣研究衛星(Upper Atmosphere Research Satellite,UARS)」可能於9/22-9/24期間重返地球大氣層(re-entry)。

  URAS最可能的重返時間點落在9/23,但由於太陽活動所釋出的能量衝擊,以及當軌道降低過程中的衛星的朝向和姿勢等因素影響,故確切的墜落地點與時間點都尚未確定,必須一直等到墜地前2小時左右才能確定最後的墜落地點和時間點,即使如此,也只能將墜落地點的範圍縮減的直徑約10,000公里的範圍內,並不是非常精確。UARS的軌道平面與地球赤道面夾角約57度,因此在南北緯57度之間的地區都需注意

  下圖是法國天文攝影專家Theirry Legault於2011年9月15日拍攝到的UARS衛星影像,可見這個衛星翻滾的很嚴重,可能是數年前曾與其他太空垃圾互撞的結果。

  UARS於1991年9月12日經由第STS-48次太空梭任務發射升空,9月15日進入軌道,是第一架載有多重科學儀器的大氣觀測衛星,可監測全球大氣中的多種化學組成,以期能瞭解全球大氣的光化學作用和傳輸過程。這架衛星2005年12月15日即已完成科學任務並除役,之後衛星仍在地球上空飛行,只是進入一個比較低的軌道中,並受到地球大氣阻力的影響,軌道高度逐漸降低,預計在軌道上運作時間應該會約為20年;但受到種種因素影響,提前於今年墜毀。

  自1950年代晚期,人類進入太空時代之後,還沒有任何重返大氣層的衛星或其他太空載具殘骸造成損害的報告。而這架衛星的長寬各為10.7公尺×4.5公尺左右,體積約如一輛小巴,是近年來重返大氣層的太空垃圾中體積最大的。科學家預期在墜落過程中,衛星會逐漸分解並燃燒,可能有部份物質無法完全於大氣中燒毀,殘餘物最多達532公斤,最大的一個碎片可能達150公斤左右,但可能會延著軌道散佈達800公里遠,NASA估計可能會對地表造成損害的機率僅有1/3200,故無須恐慌。只不過,衛星墜毀的燃燒過程可能相當明亮,甚至亮到連白天都可見。

  美國戰略指揮(U.S. Strategic Command)聯合太空運作中心(Joint Space Operations Center)將持續監測並公布這顆衛星的軌道;這個中心同時負責所有地球軌道上人造天體和太空垃圾的偵測、確認和追蹤等工作。UARS原始的軌道高度是地表上空575公里×580公里(近地點距離×遠地點距離),在2011年9月21日的最新監測資料,UARS的軌道高度已經降到205公里×225公里之間,受到近來頻頻發生的太陽日冕物質噴發活動,軌道降低速率比先前快一些。NASA表示:在UARS發射升空之前,科學家們並未預期UARS會造成這樣的事件。目前世界各國的太空相關機構已取得共識,新發射升空的各式人造天體對地球的威脅機率不得高於1/10,000。

  點選此處可見根據Heavens Above網站提供的UARS於9/21~9/24期間通過臺北天文館上空的預報資料,點選日期可見每次通過時的軌跡。如右圖,若軌跡為實線,表示衛星在白天出現,比較容易觀察到;若為虛線,則為夜晚出現,少了陽光,較不容易觀察;紅色圓圈代表可見衛星仰角在10度以上的區域。最好的時機是在清晨或傍晚(換句話說,就是在虛線和實線交界附近),天色晦暗,但在高空的衛星仍能反射太陽光而得見的時刻,點選此處連結以臺北天文館為中心,傍晚或清晨可見UARS的Heavens Above預報;您也可以點選Heavens Above首頁,自行輸入所在地的經緯度,觀看您所在地點的預報。

  除了Heavens Above之外,也可以至NASA的SpaceFlight部落格或SpaceWeather.comSimple Satellite Tracker察看UARS衛星的軌道,SpaceWeather.com網站甚至提供iPhone或Android智慧型手機系統可使用的衛星追蹤App程式喔!另可連結至一些自行開發的衛星追蹤網頁,如Real Time Satellite Tracking等來觀看。


太空垃圾Q&A

1. 什麼是太空垃圾?   

太空垃圾(orbital debris)是在地球上空、已無任何用途的人造天體。

2. 太空垃圾的例子   

太空垃圾包括已除役的衛星或太空船、最後幾節火箭、各種酬載物、太空船分離或運作時釋出的各項垃圾、太空船和各級火箭爆炸或相撞之後的殘骸、固態火箭廢液、太空船或衛星等受到熱壓或小粒子撞擊而釋出的微小塗料碎片等。

3. 地球軌道上現有多少太空垃圾?   

美國太空監測網(U.S. Space Surveillance Network)目前正在追蹤直徑大於10公分的地球軌道天體約有22,000個,但其中只有1,000個是還在運作中的太空船或衛星,其他都是太空垃圾。如果將直徑1~10公分的碎片也算進去,則總量將高達500,000個。至於直徑小於1公分的太空垃圾,總量估計可能超過數千萬個。

4. 地球上空的太空垃圾分佈狀態均勻嗎?   

不,並不均勻。絕大部分的太空垃圾位在距離地表約2,000公里的廣袤太空空間中,而其中又以軌道高度約800~850公里的範圍內最多。

5. 太空垃圾的飛行速度有多快?   

在2,000公里以下的低軌道中,太空垃圾環繞地球的速度約為每秒7~8公里(相當於時速25,200~28,800公里)。不過,太空垃圾互撞時,平均速度可高達每秒10公里。所以,即使是微小的太空垃圾碎片,也擁有很大的能量。

6. 國際太空站(International Space Station,ISS)如何避免太空垃圾的襲擊?   

ISS是到目前為止防護力最強的太空船。如居住區和外部高壓槽等,通常能禁得起直徑1公分以下的太空垃圾撞擊。此外,ISS也能發動引擎,機動調節位置來避免太空垃圾撞擊,目前平均約每年一次做這樣的機動調節工作。

7. 太空垃圾會待在地球軌道上多久?   

太空垃圾的軌道高度愈高,待在地球軌道上的時間愈久。一般來說,軌道高度在600公里以下者,大約數年內會墜落地球。軌道高度約800公里者則長達數十年。軌道高度高於1,000公里者,如無其他意外,通常會環繞地球一世紀以上。

8. 重返大氣的太坑垃圾會威脅人類的生命財產安全嗎?   

一般太空垃圾在重返大氣中過程中,通常會與大氣摩擦生熱而燃燒殆盡;有留下殘渣者,也大都墜落在覆蓋地表面積70%的海洋或其他水體中,或是渺無人煙的加拿大凍原(Canadian Tundra)、澳洲內陸、俄羅斯的西伯利亞地區等。在過去50年間,平均每天會記錄或追蹤到一個太空垃圾墜入地球。但都不曾造成明顯或嚴重的危害。

9. 對於太空垃圾,我們能做些什麼嗎?   

現今最重要的方式就是避免製造更多的太空垃圾。這可以透過審慎的的火箭設計與操控來達。至於清除已存在的太空垃圾,以技術和經濟方面來說,目前仍是件艱難的挑戰,但全球各相關機構都在努力中。

10. 各國對太空垃圾的政策為何?   

美國從1998年開始制訂縮減新太空垃圾的官方政策,其中2010年6月28日公布的美國國家太空政策(National Space Policy)中就含有一項名為「保護太空環境(Preserve the Space Environment)」的章節。   

至於其他如俄羅斯、中國、日本、法國、歐洲太空總署等國家與跨國機構也都有太空垃圾減量的指導方針。此外,聯合國於2007年透過「外太空和平使用委員會(Committee on the Peaceful Uses of Outer Space)」也發表了一系列的太空垃圾減量指導方針。


資料來源:

  1. http://www.nasa.gov/mission_pages/uars/index.html
  2. http://www.nasa.gov/news/debris_faq.html
  3. http://www.spaceweather.com/
  4. http://www.nasaspaceflight.com/2011/09/nasa-managers-fragmentation-risks-uars-heads-back-earth/
  5. http://www.space.com/12893-dead-nasa-satellite-falling-space-junk.html

引用自臺北天文館之網路天文館網站

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