Sunday 31 May 2015

十五歲約旦女孩發明可清除太空垃圾之人造衛星

 約旦安曼(عمان),十五的妲娜‧阿拉比雅特(دانا عربيات)設計新型人造衛星(如下圖),該人造衛星可搜集並銷毀可威脅其他人造衛星的太空垃圾

 人造衛星在現代生活中扮演重要的角色。一些人造衛星會觀察地球的環境狀況,其它則是搜尋太空中的大陽耀斑,避免其干擾家用或商用的電訊傳輸。一些人造衛星會被用來追蹤國家的敵人,另外一些會讓訊息傳送到世界的另一個角洛。但這些價值百萬的科技奇觀,可能會因為被太空垃圾撞擊而毀,這些太空垃圾是在地球軌道上的人造衛星殘骸,或是其它人為的科技垃圾。現在,一個來自約旦的女學生設計了一個可追蹤、收集並銷毀太空垃圾的人造衛星。

美國國家航空暨太空總署(NASA)和其他組織都在追蹤在地球軌道上約五十萬片的太空垃圾,其中許多來自已被摧毀的人造衛星或火箭。這些被追蹤物件的大小,最小只有一顆彈珠那麼大,但其中有兩萬片至少有壘球那麼大,甚至有些跟冰箱一樣大。但大部份太空垃圾,體積都太小,無法從地表偵測。十五的妲娜‧阿拉比雅特(دانا عربيات)說,應該大約有一億的太空垃圾正漂浮在地球軌道上。阿拉比雅特就讀於約旦安曼的利德萬綜合學校(مدارس الرضوان)。

上百萬片的太空垃圾都漂浮在地球軌道上,若一顆偏大的太空垃圾撞擊到人造衛星或是國際太空站,都將導致毀滅性的結果

妲娜說,就算跟一滴顏料差不多大的太空垃圾,也會造成威脅,因為太空垃圾繞行地球軌道的速度,最高可達時速28200公里,也就是秒速7.8公里。如此的高速就解釋了為什麼這些微小的垃圾,也可以在人造衛星的外殼上,留下諸多缺口,已至於其需要被替換。

研究者以想出許多方式去處理太空垃圾。一些人建議用雷射燒毀微小的太空垃圾,而另外一些人提議發射人造衛星去收集太空垃圾,妲娜的設計就屬於第二種。

以下是她的人造衛星的運作原理:一個在人造衛星上的雷達系統,會掃描並去尋找太空垃圾,接下來推進器就會改變衛星的軌道,使其得以追尋漂浮的太空垃圾。當人造衛星接近它的目標後,攝影機會拍攝它所要收集的太空垃圾。

在該衛星與太空垃圾接觸的瞬間,衛星的艙門會被打開,並將垃圾吸入其防彈材質的垃圾箱。妲娜解釋道,垃圾箱的材質必需夠強,衛星才不會在吸入太空垃圾時損毀,因為衛星與太空垃圾間的速度差仍可能很大。

最後,當垃圾箱滿載後,人造衛星就會藉由一條一公里長的纜線,將垃圾箱垂降至地球高空。太空垃圾會在地球高空被釋放,並會在與大氣層磨擦時被銷毀,而不會造成任何傷害。最後,她的衛星將用纜線拉回垃圾箱,繼續清除太空垃圾的作業。

科學家在一太陽極大期任務(Solar Max)衛星上,發現了五百微米寬的缺口,這缺口可能是小型隕石,或說自然太空垃圾所造成的

妲娜在英特爾國際科學與工程展(Intel International Science and Engineering Fair)上發現她的研究成果,該活動由科學與大眾協會(Society for Science & the Public)主辦,該協會也出版了學生科學新聞(Science News for Students)。而英特爾則是該活動的贊助商。今年,一共有1702決賽入選者,於五月中在美國匹茲堡參展。

妲娜的人造衛星可搜集最大五十立方公分的太空垃圾,如果科學家想利用這項發明,來清理更大的太空垃圾,他們可以製造有更大艙門的放大版衛星,但那可能也需要更加堅固的垃圾箱,因為太空垃圾愈大,其對衛星與垃圾箱所造成的衝擊也愈大。

以上圖文來自:學生科學新聞

2013年,十三歲的妲娜‧阿拉比雅特在約旦贏得皇室頒發的創新獎,並接受半島電視台採訪

 مع السلام