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哈勃太空望远镜正在降落 或迎生命终点(2)
地球大气层分层结构,低地轨道的一切物体都感受到某种程度的大气阻力
地球大气层的绝大多数质量都处于最低层,对流层包含75%的地球大气层,同温层包含20%,中间层差不多包含剩余5%。超出了这一范围,大气阻力显著下降,长期轨道就有了存在的可能。从太空的角度看,最低的三层中仅有一层是可见的,而低地轨道的大多数卫星都在这一层的上方。在这些高度下,常见的大气分子(如氧分子)可能穿行1千米或更远的距离,然后与其它分子发生碰撞。
平流层(橙色)、对流层(白色)和中间层(蓝色)聚集了地球大气层中的绝大多数分子
然而,“哈勃”太空望远镜比氧分子体积大得多,移动速度也快得多,大概为每秒5英里(约合8公里),会连续不断地与这些高空气体分子发生碰撞,而每次碰撞都对其运行速度带来极其微弱的影响,在一小时、一天,甚至一个月内,这种变化可能并不明显。但随着日积月累,这种影响会产生较大的变化。高度和速度的丧失意味着,“哈勃”太空望远镜将开始与地球越来越近。
这种情况太糟糕了,因为我们不仅从“哈勃”太空望远镜身上学习到了科学知识,而且在人类历史上具有独一无二的的重要贡献。随着“哈勃”太空望远镜向低纬度下降,它与气体分子的碰撞次数会更频繁,导致其加速下降。此外,这是不均匀影响,由于“哈勃”太空望远镜在每97分钟环绕地球一周的时间里,一半时间处于阳光照射下,一半时间处于黑暗状态,导致高度不对称的“哈勃”望远镜开始翻滚。未受控制的大气层再入过程会产生大量巨大的碎片,坠落在地球几乎任何角落。像“哈勃”太空望远镜主镜这样沉重且坚硬的部件,一旦坠落地面,将会带来严重的破坏。
如果我们任由这种状况发展下去,地球产生的拖曳力将逐渐增大,最终使“哈勃”太阳望远镜成为大气层中的一个火球,分解成无数的碎片,最终变成一种“不受控制的大气层再入”(uncontrolled entry)。“哈勃”太空望远镜体积太大,很难彻底燃烧殆尽,而炽热的碎片会坠落于地球的任何地方。
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