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這里是科學美國人——60秒科學。我是克里斯托弗·因塔利亞塔。
在宇宙中，除了人造衛星和繞地運行的空間站以外，還有大量的垃圾在圍繞我們的星球運轉。根據美國國家航空航天局的數據，太空有2.1萬個棒球大小的碎片。但與微粒數量相比的話，這一數字就相形見絀了。因為微粒有數億個。
“那些較小的微粒往往運行速度非常快。想象在沙灘上拾起一粒沙子，那粒沙子很大。而它們的移動速度為每秒60千米。”
西格麗德·克羅斯是斯坦福大學的應用物理學家和航天工程師。克羅斯表示，較大碎片可能會遭遇穿孔等機械損傷，而塵埃大小的物質可能會引發電學損傷，給衛星留下更隱秘無形的痕跡。
“我們同時認為，這一現象可能是導致運行軌道發生故障和異常的原因，而目前這些異常出現的原因基本上被標記為‘未知原因’。”
克羅斯和同事亞歷克斯·弗萊徹依據等離子體物理特性為這一現象建立了數學模型。以下是他們發現的原理。首先，塵埃以不可思議的速度猛烈沖進太空飛船。使部分飛船和自身汽化和電離，進而產生運轉速度不同的離子云和電子云。然后：“這就像彈簧作用一樣，電子被拉回至離子處，離子則又被向前推進一點點。再然后，電子超越離子，兩者產生振動，然后又回到原來的位置。”
電子的這一運動產生了電磁輻射脈沖，克羅斯認為，這可能就是導致人造衛星某些電損傷的罪魁禍首。這項研究發表在《等離子體物理學》期刊上。
這些微粒對未來的太空飛行有著巨大影響。“我其中一個夢想就是星際旅行。所以我非常喜歡《星際迷航》。我從小就希望能創造出飛出太陽系的飛行器，我覺得這只是我們需要擔憂的許多事物中的一個。我認為太空環境作為整體仍是需要我們去探索解決的問題。”在它威脅到遠離家園的宇航員之前。
謝謝大家收聽科學美國人——60秒科學。我是克里斯托弗·因塔利亞塔。
譯文為可可英語翻譯，未經授權請勿轉載！
