03.05 在地球的同步軌道上,有沒有可能建造擋住北京陽光的空間工程?


先來解釋一下,什麼叫地球同步軌道。

我們知道,人造衛星發射到天上不掉下來,主要是因為它速度夠快。距離地面大約400公里的國際空間站,運行速度可以達到每小時7.7公里,大約91分鐘就能繞地球旋轉一圈。這個速度與地球24小時自轉一圈相比, 顯然是要快很多的。如果你曾經看到過國際空間站過境,就會知道它在天空中移動起來,看上去會有多迅速。

當然,人造衛星的軌道距離地面越高的話,一方面使得它環繞地球而不掉落下來所必須要達到速度會逐漸降低,另一方面環繞地球一圈所必須飛過的軌道長度也也在增加,結果就會使得人造衛星環繞地球一圈所用的時間越來越長。如果人造衛星距離地面的高度達到35786公里,在這樣一條圓軌道上,它環繞地球一圈所用的時間,剛好就等於地球自轉一圈所用的時間。

不過,只是軌道高度滿足條件,還不足以稱之為地球同步軌道。想要讓人造衛星在地球上看起來好像靜止在空中一樣,還必須滿足另一個條件,那就是軌道必須位於地球上赤道地區的上空。否則的話,雖然衛星繞地球一圈確實是一天,但它仍然會在南北方向上移動。所以,地球同步軌道就是地球赤道上空距離地面35786公里的那一條圓形軌道。顯然,這條軌道非常重要,因為只有在這條軌道上,人造衛星才能夠以固定的位置24小時覆蓋同一片地區。上圖可以看到,這條軌道上已經密密麻麻布滿了各類衛星。

那麼,有沒有可能在同步軌道上建造一個空間工程,擋住北京的陽光呢?

如果是想永久性地擋住北京的陽光,那答案是否定的。畢竟,就算從北京看來,同步軌道上的衛星全都靜止不動,但太陽的位置是一直在變化的。不光每天都會東昇西落,而且不同的日期,太陽在南北方向上的位置也會發生變化。這顯然不是某一個固定在天空中的空間工程就能夠全部擋住的。

如果只是在短時間內,完全遮擋住照到北京的陽光,那倒是有可能建造的。同步軌道距離北京大概是36000公里。在這個距離上,我們只需要建造一個差不多400公里的球,從北京看過去差不多就有太陽那麼大了。如此一來,一年中總會有那麼一兩天,北京的太陽會在很短的時間裡被這個球完全遮擋,產生人造日全食的天象。當然,人類目前在太空裡建造的最大天體,也不過是足球場大小的國際空間站。真要建造400公里走私的一個太空球,也遠遠不是現在我們的航天技術能夠承擔的。

如果只是短時間內遮擋一部分照到北京的陽光…… 那現在就可以!同步軌道上的每一顆人造衛星,在某些日子裡,都會遮擋一部分陽光。而地球上的我們,也會因為太陽出現某些同步軌道衛星後面,而無法正常接收這些衛星的信號。這種現象稱為日凌,稍稍搜索一下就知道它會發生在什麼時候了。


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