歆琳科普
上個世紀二戰結束後美國和前蘇聯這兩個超級大國進入冷戰時期，在很多領域都展開競爭，被大家所熟知的就是太空探索，發射衛星、載人航天、載人登月、金星探測以及火星探測，美國還發射了四顆星際探測器，最遠的旅行者一號已經飛到了220億公里之外。
除了航天上的探測就是對於深海的探測，兩個國家也都實現了進入超過10000米深的馬裡亞納海溝，那麼深海探測完了還要幹什麼？那麼就是探測地心了，例如前蘇聯的“地球望遠鏡計劃”鑽的一個孔超過12000米深。直到九十年代前蘇聯解體之後，這種畸形的競爭才算正式結束。
在冷戰期間美國提出過三個現在看來非常瘋狂的太空計劃：第一個就是期望用核武器對月球進行轟炸，目的就是彰顯國力，但最後並沒有實施；第二個是星球大戰計劃，設計兩個太空飛船，讓這兩個飛船在太空中進行對打；第三個是就是本文要說的“西福特計劃”，也就是向太空中發射銅製偶極天線，並且這個計劃得到了實施。
所謂的銅製偶極天線就是一種類似於針的金屬體，它們長度在1.70cm，直徑在20微米左右非常細。這個計劃第一次實施是在1961年，但當時並沒有成功，而經過了兩年在1963年繼續實施該計劃，最終把4億3000萬根銅製偶極天線發射到3500-3800公里高的軌道之上，形成了一個寬度在8公里，長度在38公里的長雲狀的結構。
這個計劃最後被沒有繼續實施，而是被擱置了，現在的大多數“針”已經變成了名副其實的太空垃圾。
在上個世紀向國際遠距離通信只能依靠海底電纜和自然條件下的大氣電離層來反射無線電進行。但美國比較擔心如果再一次發生戰爭，電纜被前蘇聯所破壞的話，那麼就無法準確的指揮聯絡海外部隊進行作戰。而向太空發射這樣的針狀物可以在全球範圍內穩定的穩定地進行無線電通訊，因為它們可以反射無線電信號，這比自然形成的電離層要穩定準確的多，當是的控制天線就在西福特小鎮之上。
你去按太空垃圾的問題已經快到了人類需要關注的程度，這些太空垃圾大部分都是來自於各國的衛星，執行完科學任務後被棄置在太空，如果是在近地軌道上的，有著稀薄的大氣層，最終就會再入大氣層，質量小的燃燒殆盡，而那些較大的可能有落在地面上的危險。
科學黑洞
美國1960年把數億跟鋼針發到太空中，實際上是航空航天史上臭名昭著的西福特計劃。美國發在太空上的，也不是簡單的鋼針，而是數以億計的針狀的天線。這些針狀天線，把地球圍了一圈，形成一條由鋼針組成的絲帶，這些鋼針成為美國通訊的關鍵點。
當然，絕大多數鋼針會成為太空垃圾，長時間懸浮在地球周圍，只有一小部分會落入大氣層。這種喪心病狂的計劃，遭到了各國極力反對，最後美國不得不停止計劃。
西福特計劃，是在美蘇冷戰的大背景下產生的，由美國麻省理工學院設計。這是一種新型的天空通訊系統，每個鋼針，都是一根天線，這樣的天線，在地球周邊形成一個圓環，美國通訊可以通過這個圓環來保證通訊不中斷。
對於這種變態的設計，美國人的想法非常現實，加入蘇聯摧毀了美國的通訊衛星，那麼，美國的通訊勢必會癱瘓，現代化戰爭中，通訊的癱瘓，意味著在現代化戰爭中處於劣勢。為了防止這種事情的發生，美國人想到了西福特計劃，讓數億根鋼針，代替通訊衛星，在危急關頭，可以保證通訊的持續暢通。
這個計劃，耗資巨大，第一次發生實驗，在1961年進行，但失敗了。受到挫折的美國人並沒有放棄這個瘋狂的計劃，而是在兩年後，也就是1963年，再次實驗，並且成功的將第一批鋼針發生到太空中，這就預示著，西福特計劃，從理論走向了實際操作。
西福特計劃的成功，讓全世界都震驚了。每個國家都想要發展太空事業，但沒有一個國家有美國這般的瘋狂且大膽。
從理論上講，西福特計劃絕對是一個天才的計劃，如果實施成功，會讓通訊達到另一個高度。但天才計劃背後，存在巨大的危機，按照西福特計劃的構想，將有四億三千萬根鋼針飛向太空。
這是一個極為恐怖的數字，因為很有可能在太空，製造出數以億計的太空垃圾。這些太空垃圾，對人造衛星，太空飛行器，都可能造成致命影響。也就是說，當美國方便了自己，順手也噁心了別的國家。
更讓各國感覺到恐懼的是，如果西福特計劃真的被允許，難道蘇聯就不會這麼做嗎？那麼，其他有這樣技術的國家，都會這樣去做，那地球周圍，將是怎樣的恐怖局面。即使想一想，就讓人不寒而慄。
蘇聯最先提出抗議，接著，英國也開始抗議，眾多掌握或者想要掌握航天技術的國家，也加入了抗議的行列。而與此同時，美國也出現了技術瓶頸。自1963年發射成功之後，後續再也沒有成功過。聯合國開始過問這件事，迫於各方的壓力，美國最終取消了西福特計劃。
天才和瘋子，本來就是一念之間，西福特計劃毫無疑問是一個天才的計劃，同時也是一個瘋狂的計劃。任何一種技術，都可能是一把雙刃劍，當我們看到這個計劃天才的一面，請不要忽視計劃背後的瘋狂一面。
小小嬴政
2017年2月時，印度曾經一次發射過104顆衛星，被稱為“一箭百星”，今年5月份，馬斯克全球WiFi計劃衛星發射，一箭發射了60顆衛星，都足以讓人類震驚，然而美國航空航天局（NASA）曾經在上世紀60年代開展過一項被稱為“西福特計劃”的太空任務，試圖將數億顆“人造物”發送到地球周圍的太空中。
“西福特計劃”在上世紀60年代時一度鬧得沸沸揚揚，該計劃於1961年第一次實施，美國航天部門試圖將4億3000萬根銅製偶級天線撒到地球周圍的太空軌道上，這些銅製偶級天線是比人的頭髮還細的銅針長度也只有1釐米左右，這些銅針分佈於高度在3500~3800公里之間的高度上，軌道傾角在96度到87度之間，分佈的面積大約是8公里寬，38公里長，成功實施之後，它將形成一個高懸在太空中的面積巨大的反射天線，有助於提升美國的通信能力。
西福特計劃又被稱為“西福特銅針”，美國實施該計劃的初衷是想通過在以近地軌道上散佈金屬針形成雲狀環來反射無線電信號，從而解決當時美軍在通信方面的不足。因為在上世紀50~70年代，遠距離的國際通信主要由海底電纜和自然存在的電離層反射無線電的方式進行，由於美蘇兩國的冷戰，美國軍方生怕前蘇聯海軍會切斷其海底電纜，而依靠地球的電離層通訊又認為性質不夠穩定，無法保證美國軍方及其他領域的海內外的通信聯絡，所以美軍尋求能在全球範圍內都可以穩定地進行無線電通訊的辦法，宇航領域的專家們就想到了西福特計劃。
電離層通信↑
海底電纜↑
該計劃試圖將4.3億根偶極天線發射到軌道上形成雲狀環，以改善遠程通信條件。1961年10月21日該計劃執行第1次發射任務，但並沒有成功，但第二次於1963年5月9日成功進行，在軌道上形成了環狀針雲，美國人還利用其成功進行了通信。
不過該計劃招到了世界各國的譴責，因為大量的真雲散布到太空中，將妨礙其他衛星的正常運行，時間長了還會形成太空垃圾，對人造航天器造成較大的損害，蘇聯方面就在聯合國對美國的該太空行為提起譴責，蘇聯的《真理報》還以“美國玷汙了宇宙”為論點作出抗議，美國國內各界也阻撓該計劃的實施，再加上現代通信技術的發展進步，使得該計劃未能繼續實施和廣泛運用。
當其他國家和美國各界提出反對的時候，美國聯合國大使阿德萊·史蒂文森稱這些細小的銅針會在太陽輻射壓力和太陽風的作用下在短短3年內離開軌道，大部分將進入地球大氣層銷燬，然而事實上直到現在仍有相當數目的銅針殘留在軌道上，這對世界各國的航天任務無疑也是不利的。
科普大世界
上世紀60年代，美國開展了一項被稱為“西福特計劃”的太空部署，於1961年試圖將4億3000萬根的銅製偶級天線散佈到地球的太空軌道上，但並沒有成功，隨後1963年第二次嘗試，終於在軌道上散佈形成人工的環狀針雲。
天線的長度大多兩釐米左右，加上非常細，酷似一枚針，所以該計劃也被成為“針計劃”。
它們分佈的高度在3500公里-3800公里之間，對很多的中地球軌道人造衛星具有一定的安全威脅，但按照聯合國美國大使的說法，這些針並不會長時間存在，三年左右，在太陽輻射壓的作用下就會離開軌道墜落進地球大氣。
事實上，截止今天仍有大量的針殘留在軌道上，但對地球生物並沒有明顯危害性。
該計劃在實施後就遭到大量聯合國成員的反對，但美國還是做了，這有什麼目的呢？
原來，在冷戰初期，當時的衛星通信還沒開始，遠距離的國際通信主要依靠海底電纜和天然存在的地球電離層反射無線電。
美國害怕海底電纜被蘇聯切斷摧毀，而地球的電離層反射並不穩定，這試圖會影響美國和海外部隊的通信聯絡，於是異想天開地想通過在地球軌道上空散佈能反射無線電波的銅製天線。
蘇聯的《真理報》甚至以“美國玷汙了宇宙”為論點作出抗議，後來伴隨著現代通信衛星的快速發展，該計劃的技術實際上並未廣泛應用就被淘汰了。
科學新視野
為什麼美國在1960年要向太空發射近5億根銅針？
“西福特計劃”是當時執行的一項旨在解決全球性通訊的問題，聽上去是一個超級先進而又宏偉的工程，但在現代人的視角來看，第一個想法就是美國人怎麼會幹出如此喪心病狂的事？要了解詳情，還得展開了解下！
關於西福特計劃
計劃背景：當時的遠程通訊主要通過海底電纜以及電離層反射等兩種形式解決，前者是實體線路，戰時非常容易被切斷，因此戰爭意識極高的美國對此表示這是一種既不安全的通信系統。
電離層反射通信可以作為超視距通信重要補充，但電離層隨大氣以及太陽活動影響很大，並且會增加額外干擾，即使是高頻的短波多次反射通訊也存在容量低，發射與接收設備極其龐大等缺點，因此美軍需要尋找一種優秀替代通訊方式。
方案目的：旨在通過金屬雲帶反射無線電信號的形式解決全球通訊
解決辦法：在近地軌道上密集佈置一個金屬針形成偶極子反射雲帶。
當時儘管已經發射了衛星，但當時還遠未發展到可以通過衛星來中繼通訊的方式，因此在1961年和1963年分別將4.3億根全長1.78釐米，直徑25.4微米/17.8微米的針狀物送入了近地軌道，分佈於高度在3500公里到3800公里之間，軌道傾角在96度到87度之間的軌道範圍，散佈成雲狀，和通過設置在西福特鎮的衛星天線展開遠程通信實驗。
第一次通信實驗於1961年10月21日展開，但未取得成功，1963年5月9日再次散佈針狀物後通訊取得了成功。後來因通信衛星的發展以及遭到英國和蘇聯的強烈抗議，西福特計劃最終被遞交聯合國，最終在1967年時在《外層空間條約》中關於製造太空垃圾的條款產生了重大影響。
關於舒曼共振和特斯拉的無線輸電計劃
關於電離層的故事還有一個，這個就是大名鼎鼎的特斯拉瘋狂的無線輸電計劃，1889年美國物理學家、電氣工程師特斯拉發現了地球電離層和大地之間的諧振頻率接近8HZ（7.83HZ），1952年德國科學家舒曼在研究電離層時候也發現了這個頻率，因此後來被稱為舒曼共振！特斯拉是不是很冤枉？明明是他最先發現！
特斯拉在很早就展開了無線傳能的照明實驗，他用自己設計的無線傳輸電能的發送端和接收端，實現了遠距離隔空點亮電燈的目的，因此很多人都以為特斯拉後來在紐約長島興建的沃登克里弗塔是一套無線電傳輸電能的設備。
特斯拉向電燈提供無線電力的電路（引自特斯拉原手稿）
事實上是特斯拉發現了電離層和大地之間的空腔諧振器頻率為8HZ左右，他有一個瘋狂的想法，就是將這個8HZ左右的諧振頻率激發出來，比如機械波的共振大家都知道，只要輸入頻率或者諧振頻率大致一致，輸入能量超過一定閥值的情況下，那麼將會引發共振，這個能量小到可以讓車身顫抖，大到可以讓橋樑倒塌！
沃登克里弗塔
而特斯拉要做的是引發電離層和大地之間的空腔諧振，只要不斷激發它達到共振的狀態，輸入能量卻不要太大，而輸出能量則數億倍的放大，用這個電磁振盪幹嘛呢？達到全球無線免費（或者極低成本）用電的目的。
因此特斯拉對很多人將他的設計與規劃錯誤解讀為電波傳輸能量非常惱火！
但非常可惜的是特斯拉的全球無線輸電的計劃遭到了毀滅性的打擊，因為特斯拉的無線通信計劃被意大利馬可尼趕超，摩根停止了對特斯拉的實驗贊助，1903年特斯拉陷入財務危機，之後沃登克里弗塔基本處於廢棄狀態！
本來可能早就實現的無線低成本用電方式過早的夭折了！
關於獵戶座飛船計劃
當然還有一個喪心病狂的計劃，是泰勒和戴森計劃的一項高推力和高比衝的一連串核彈爆炸推進的超級飛船計劃，這個分為兩個階段：
- 核脈衝推進計劃
- 核裂變加熱工質推進計劃
前者大家聽聽就知道是怎麼回事，簡單的說就是在飛船後面不斷的丟核彈，然後核彈爆炸的衝擊波推進飛船，似乎聽起來這是一個很不靠譜的計劃，但這是到現在為止比衝最高，可實現速度最快的飛船之一，甚至在歷史頻道的紀錄片《撤離地球》中用的仍然是這種核彈推進方舟飛船的方式。
另一種其實也簡單，即將工質比如氣體用核裂變的高溫加熱到數千度，然後從後方噴出的一種火箭，和化學火箭其實是一回事，只不過化學火箭是通過燃燒給自身加熱，而核裂變堆加熱則是通過第三方給予熱量，但性質完全是一回事！
大家都知道尼米茲航母十幾年才換一次核燃料棒，理論上核裂變加熱推進也可以持續不斷的加速數十年，可以想象這會達到一個多快的速度，當然工質必須要攜帶，假設是水，目測帶起來也是一個龐大的數字。
但最麻煩的並不是這個問題，而是放射性汙染，這些飛船即使研製出來，它們的發動機也絕對禁止在地球上打開，因為這噴出來的不是尾氣，而是結結實實的放射性汙染！
星辰大海路上的種花家
不過我們一般見到，無線電在傳輸信號的時候，必須要有接受和發送的裝置，也就是立在外面的天線。 
冷戰時期，美國害怕蘇聯切斷他們海底電纜，干擾他們傳播信號，而僅僅只依靠空間電離層傳播，也會極大的影響效率。
1961年10月21日，美國開始試驗，但第一次發射失敗，直到兩年後，也就是1963年5月9日才發射成功，不過按照後期計劃來看，這首次發射成功針的數量應該沒有預定數那麼多，僅僅只是為試驗用。
原本預計這些西福特針未來會自動墜入大氣層燒燬，但事實上就是，這些針有不少仍然漂浮在太空中，成為了太空垃圾。漫步史書
為什麼美國在1960年代要向太空發射近5億根銅針？
這次發射任務的時間背景是冷戰時期，在那個時候，人們的遠距離通信的方式還相對比較落後，主要是依靠埋藏在海底的電纜。在無線電通信方面，現代通信衛星還沒有出現，人們還只能依靠電離層的反射進行。
由於海底電纜的安全性較低（容易被有針對性地破壞），美國迫切地需要穩定的無線電通信技術，然而當時的情況是，地球上空自然存在的電離層卻達不到穩定通信的條件。怎麼辦呢？很簡單，既然沒有自然條件，那麼就自己創造條件。
於是美國就啟動了“西福特針”（Westford Needles）計劃，該計劃的目標就是，將大量能夠起到良好反射作用的銅製偶極天線發射到太空軌道中，在地球上空人工製造一個環狀針雲，這樣就可以利用這些銅針進行穩定的無線電通信了。
在接下的日子裡，該計劃的相關研製工作，在美國麻省理工學院的林肯實驗室得以順利進行，下圖為“西福特針”計劃中的銅針樣品（長1.78釐米，直徑25.4微米）大家可以感受一下。
1961年10月21日，“西福特針”計劃的第一次銅針散佈工作正式進行，卻因為種種原因以失敗告終，然而美國並沒有就此放棄，在1963年5月9日，他們終於將近5億根銅針（此次向太空發射的銅針比之前的更細，其直徑只有17.8微米）發射到了距離地球3500至3800公里的太空軌道上，並利用設置在西福特鎮的無線電設施，成功地進行了無線電通信實驗。
（圖為設置在西福特鎮的無線電設施）
需要指出的是，美國的這次發射計劃，實質上是給地球上空增加了數量巨大的細小物質，很顯然，這會給人類後續的航天計劃製造不小的麻煩，因此“西福特針”計劃在世界上受到了很多質疑和反對，甚至還有人將“西福特針”計劃斥為“玷汙了宇宙的行為”。迫於來自各方的壓力，“西福特針”計劃最終沒有得到進一步的實施，那麼時至今日，美國曾經向太空發射的近5億根銅針又是什麼情況呢？
根據設定，這些銅針會在太陽輻射的壓力下偏離自己的軌道，然後掉入地球的大氣層，並在高溫中燒燬，整個過程大約需要3年的時間。但是事實上卻並不是這樣，根據實際觀測，隨後的日子裡，這些銅針只有一部分返回了大氣層，直到今天，仍然還有相當數量的銅針殘留在太空中，成了不折不扣的太空垃圾。
回答完畢，歡迎大家關注我們，我們下次再見`
魅力科學君
在上世紀60年代，美國航空航天局（NASA）曾經開展過一項被稱為“西福特計劃”的太空任務，試圖將數億顆“人造物”發送到地球周圍的太空中。
西福特計劃預計準備4.8億根銅針，每根針長1.8釐米，直徑18微米，比人的頭髮絲還短還細。這個長度相當於8 GHz電磁波波長的一半，有效地將每根銅絲變成了偶極天線。這些針雖然單個很小，但當它們均勻分佈時，預計會在距地球3500公里的軌道上形成一條環帶，構成西福特反射器，作為人類歷史上最大的無線電天線。
根據特定的條件下，反射過程可能會重複很多次次，信號反彈到地面，然後又反彈回來電離層再反彈地面。因此，利用這種天波，某些無線電信號甚至可以傳播到數千公里外的大洋彼岸。
當然，考慮到這種交流方式的不可預測性，這完全是在靠天吃飯，冷戰時期的美國希望有另一種更加可靠的通訊方式。
根據設定，這些銅針會在太陽輻射的壓力下偏離自己的軌道，然後掉入地球的大氣層，並在高溫中燒燬，整個過程大約需要3年的時間。但是事實上卻並不是這樣，根據實際觀測，隨後的日子裡，這些銅針只有一部分返回了大氣層，直到今天，仍然還有相當數量的銅針殘留在太空中，成了不折不扣的太空垃圾。
史海閒聊
上世紀60年代，正處於美蘇爭霸的關鍵時期，美國為了爭奪太空站的主動權，同時為了獲得更加穩定的地球無線電通訊信號，制定並實施了向太空發射數億枚銅針的計劃。
這張計劃名為“西福特計劃”，發射的銅針叫做“西福特針”，主要目的就是，將大量“西福特針”發射到太空軌道中，在地球上空形成環狀針雲，發揮這些銅針對於無線電信號的良好反射作用，改變當時無線電通訊信號質量不佳的問題。
（西福特計劃中的地面控制天線）
“西福特針”實際上就是一個小型的銅質偶極天線，長度1.7釐米，橫截面直徑20微米左右。1961年，美國進行了第一次發射實驗，結果不成功。1963年，繼續實施第二次發射，最終把4.3億根“西福特針”發射到地球3500-3800公里高的軌道上，形成的環狀針雲寬度8公里，長度38公里。
（西福特針）
這些“西福特針”發射以後，確實在一定時間內發揮了它們的作用，不過後來，隨著通訊技術的飛速發展，以及人造通訊衛星的陸續發射升空，太空通訊網絡日益成熟，“西福特針”的通訊技術就嚴重滯後，美國於是放棄了該計劃。
按照預想的設計，“西福特針”在太空漂浮一段時間以後，就會因太陽輻射的壓力而脫離既定軌道，3年時間內全部落入大氣層焚燬。不過到現在，大部分的銅針仍然漂浮在太空軌道中，成為“太空垃圾”，對以後航天事業發展和衛星發射帶來了很大的影響。
（地球上空的太空垃圾）
優美生態環境保衛者
美國前總統里根，就曾經大張旗鼓的吆喝搞星球大戰計劃。其實美國根本就沒有投入一分錢，而前蘇聯當真了，折騰上當時的差不多9000億美元，最後經濟崩潰導致解體！
