爆炸的蛋壳可以减少太空垃圾的风险


作者:Jenny Hogan为了预测太空碎片对卫星的威胁,欧洲航天局正在与一对花时间粉碎蛋壳的物理学家合作这种不可能的合作建立在蛋壳和丢弃的太空火箭碎片将以类似的方式分解的基础上在火箭将其有效载荷提升到太空之后,最后阶段及其油箱经常被抛弃如果微流星体或一块空间碎片穿透坦克,则渣滓会点燃,导致爆炸,使火箭体破碎并产生碎片云由于太空时代始于20世纪50年代,在轨道上发生了近200次爆炸,其中不到一半是旧火箭体由此产生的碎片对轨道飞行器构成威胁根据德国达姆施塔特欧空局空间碎片专家海纳克立德拉德的说法,小至1厘米的碎片可以摧毁卫星但是没有人知道它们有多少碎片,它们处于什么轨道.Klinkrad想知道当出现意外情况时,ESA如何能够改善对这些碎片下落的估计在去年复活节的电视节目中,他看到一些物理学家爆炸出空的蛋壳,并解释它们碎裂的方式如何模仿脆弱的结构如飞机爆炸时会发生什么 Klinkrad认为火箭体的行为应该类似在他们的实验中,两位物理学家,来自德国斯图加特大学的Falk Wittel和来自匈牙利德布勒森大学的Ferenc Kun,首先在一只生鸡蛋的每一端戳出一个小洞,吹出它的内容,然后填满空壳用氢然后将它直立悬挂在塑料袋内,点燃从蛋顶部的孔中逸出的氢气当空气被吸入蛋壳底部时,它会与蛋内的氢气混合,最终会爆炸然后,他们从袋子收集碎片并测量它们的大小虽然在形状和大小上有明显的差异,但蛋壳和旧的火箭阶段都不过是一个薄而脆的壳体,它包裹着大量的潜在爆炸性气体太空中寒冷的寒冷增加了火箭体的脆性,因此像蛋壳一样,它会破裂成碎片而不是变形世界航天机构正在追踪超过8500件大于10厘米的空间碎片为了估计1至10厘米范围内碎片的危险性,欧空局在20世纪90年代初进行了实验,其中使用火箭燃料炸毁地下掩体中的金属圆筒他们发现碎片大小的分布遵循幂律:大多数材料最终都是中等大小的碎片,有许多小碎片和很少的碎片 Klinkrad说,在Wittel和Kun的实验中,蛋壳碎片的质量分布遵循类似的幂律,表明爆炸的卵确实表现得像破碎的火箭体但是空间碎片碎片的大小只是故事的一半 ESA还需要了解他们可能在哪些轨道上撒谎,而Wittel和Kun的最新作品,他们将在即将出版的“物理评论快报”中报告,应该有所帮助他们根据鸡蛋碎片数据开发了预测计算机模型该模型将脆壳表示为由弹性弹簧连接的密集节点网络外壳内部的爆炸使弹簧振动,如果弹簧拉得太大,它会断裂这会开始裂缝,然后随着更多弹簧的破裂而膨胀并扩散,直到整个壳体碎成碎片使用该模型,该对不仅能够预测碎片的数量和大小,而且至关重要的是,它们能够以多快的速度飞出克林格勒说,
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