书城科普青少年应该知道的人造卫星
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第16章 信息搜集——人造卫星的“黑匣子”

在前面我们已经提到,有人认为美俄卫星相撞有一定的人为因素。其实是否存在人为因素只要看一看卫星运行的记录就知道了。那么卫星运行信息的记录者是谁呢?它就是被称为“黑匣子”的仪器。

飞机失事时,飞机的黑匣子对于了解事故引发原因有很大帮助。然而目前,有的研究机构也正在研制人造地球卫星的“黑匣子”,人们期望通过它可以收集有关卫星在进入稠密大气层燃烧过程中的宝贵信息。获取这些信息可以帮助科学家研制对于人类更为安全的卫星结构,使卫星在坠入地面前全部烧尽不留残余。

通常情况下,人造地球卫星在进入稠密大气层时会燃烧并远离人口密集地区或坠落到洋面上,但是实际情况并不总是如此。例如,在1960年,前苏联“卫星4”的一大碎片曾直接坠落到美国威斯康星州马尼托沃克市的十字路口上;1969年6月一颗卫星的大量小碎片洒落在日本一条货船的甲板上;1978年前苏联“宇宙号954”卫星的部分结构坠落在加拿大西北部领土上等。

卫星专家曾试图弄清楚,究竟多大的卫星结构碎片在坠落到稠密大气层中才不会完全燃烧光?要想实现这一设想,首先是弄清楚卫星在发生坠落时过程的特点,以便于修正在设计卫星时所利用的数学模型。为了达到这一目的,最近,美国Aerospace Corporation公司一直在研制类似安装在飞机上的机舱自动记录仪的卫星“黑匣子”,它专门用来收集有关卫星在最终飞行阶段燃烧过程信息的。在卫星在与地球撞击之前以高速通过大气层上层时,大约有5~7分钟后会做自由下落运动。利用卫星“黑匣子”分析获得的信息,有望得出能使卫星在大气层中全部烧光避免人类遭殃的设计原理。

卫星“黑匣子”的大小像一本软面精装书,安装在卫星内部借助于特殊的隔热板能避免坠落到大气层中时的高温作用,这能使“黑匣子”在卫星全部烧光后仍能完整保留下来。卫星“黑匣子”不需要遥测装置、外部传感器和电源装置,一切必需的装置都安放在外壳内。利用热开关安装在卫星舱内或多级运载火箭内的装置,在温度超过规定的临界值时会自动接通。卫星“黑匣子”内部安放有极小尺寸的传感器,其中包括自动加速记录仪和全球定位系统GPS微电路,它们能记录坠落过程中作用在载体上机械负载和压力的信息。卫星“黑匣子”的特点是廉价、完全“自给自足”和长寿耐用。