地球上的激光用于測量上方高處的空間碎片的位置，提供有關(guān)如何避免空間碰撞的重要信息。迄今為止，該技術(shù)一直存在致命缺陷。
圖注：ESA的光學(xué)地面站（OGS）發(fā)出了可見的綠色激光。 OGS是泰德天文臺(tái)的一部分，它位于特內(nèi)里費(fèi)島火山島上海拔2400 m，用于開發(fā)空間以及空間碎片和近地天體測量和量子通信實(shí)驗(yàn)的光通信系統(tǒng)。
一段時(shí)間以來，激光只能用于在幾小時(shí)的黃昏期間測量太空碎片的距離，此時(shí)地球上的“激光測距”站處于黑暗中，但高空的碎片仍在沐浴在太陽的最后一縷光線中。
就像在夜晚人們能清晰看到月亮一樣，從黑暗的有利位置反射太陽光時(shí)，更容易發(fā)現(xiàn)太空碎片。
但是，由于碎片物體離地球太近了，因此只有一個(gè)小窗口可以照亮它們，但地球上的觀察者卻沒有。
現(xiàn)在，最近的一項(xiàng)研究證明，在日光充足的情況下，確實(shí)有可能使用激光確定從地球表面到碎片的距離。這種新的激光測距方法將有助于改善對(duì)碎片物體的軌道預(yù)測，從而大大增加進(jìn)行觀測的時(shí)間并保證有用的航天器的安全。
通過使用特定波長的望遠(yuǎn)鏡，檢測器和濾光器的特殊組合，研究人員發(fā)現(xiàn)實(shí)際上可以增加物體相對(duì)于日光天空的對(duì)比度，從而露出先前隱藏在普通視線中的物體。
“我們習(xí)慣于只能在夜晚看到星星，這同樣適用于用望遠(yuǎn)鏡觀察碎片，除了觀察小軌道物體的時(shí)間窗口要小得多，”歐洲航天局局長蒂姆·弗洛勒（Tim Flohrer）解釋說。
“使用這項(xiàng)新技術(shù)，將有可能追蹤以前潛伏在藍(lán)天中的'不可見'物體，這意味著我們可以全天使用激光測距技術(shù)來支持有用的航天器避免碰撞。”
我們的星球籠罩在碎片的面紗中——先前的太空發(fā)射，在軌爆炸和碰撞遺留下來的數(shù)百萬個(gè)小但危險(xiǎn)的碎片。
它們由成百上千個(gè)已經(jīng)失靈或被拋棄、在不受控制的太空中飛行的整個(gè)失靈的航天器和火箭所組成。
即使是毫米級(jí)的碎片（每秒移動(dòng)約七公里）也可能在撞擊時(shí)損壞衛(wèi)星，但與一艘死飛船或大型碎片的碰撞可能會(huì)完全破壞正在運(yùn)行的任務(wù)。
圖注：利用地面光學(xué)，雷達(dá)和激光技術(shù)以及在軌測量儀器的未來空間碎片監(jiān)視系統(tǒng)的概念。
因此，了解碎片的位置很重要，這樣我們才能避免它們——但是獲取這些信息并不容易。
激光測距是一項(xiàng)非常完善的技術(shù)，它使用地球上的激光將光脈沖發(fā)送到帶有反射鏡的衛(wèi)星。
通過測量信號(hào)返回地球上望遠(yuǎn)鏡所需的時(shí)間（稱為“雙向傳播時(shí)間”），可以精確確定到衛(wèi)星的距離。
不幸的是，很少有衛(wèi)星帶有“后向反射器”，可以使光容易反射并返回地球。確定距此類物體的距離僅在幾年前就已進(jìn)行了證明，相關(guān)技術(shù)的發(fā)展也在迅速發(fā)展。
圖注：ESA的光學(xué)地面站（OGS）位于火山特內(nèi)里費(fèi)島上，海拔2400米。
在最近的測試中，使用新技術(shù)觀察到了40種不同的碎片物體（并且其恒星的暗度大約是用肉眼可以看到的碎片的十倍），
在中午第一次觀察到藍(lán)天襯托地球上方的碎片–這是以前不可能做到的。
“我們希望這些結(jié)果將在不久的將來顯著增加碎片觀察的時(shí)間，”奧地利科學(xué)院的邁克爾·斯坦多佛（Michael Steindorfer）解釋說。
“最終，這意味著我們將更好地了解殘骸的數(shù)量，從而使我們能夠更好地保護(hù)歐洲的太空基礎(chǔ)設(shè)施”。
此類技術(shù)的進(jìn)一步開發(fā)是歐空局（ESA）太空安全計(jì)劃的核心目標(biāo)，其中包括建立空間碎片激光測距站網(wǎng)絡(luò)。
ESA著名的加那利群島光學(xué)地面站旁邊的一個(gè)新激光站正在等待部署，它將作為激光測距技術(shù)以及開發(fā)網(wǎng)絡(luò)概念的“試驗(yàn)臺(tái)”。
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