卫星电视,国际电话,互联网交易,甚至跨越大陆的区块链交易都依赖于环绕地球的无形航天器。工程师称这个轨道为地质静止轨道;科幻爱好者将其称为克拉克带。我们可以在赤道上停放无线电传输器并将它们用来连接世界的想法诞生于1945年,而不是在实验室中,而是在无线世界的页面上。 从Pulp杂志到轨道蓝图 亚瑟·C·克拉克(Arthur C. Clarke)27岁时,他写信给无线世界(Wireless World)关于一个“地球外传送”网络,他提出了三颗卫星在赤道沿线22236英里,它们将与地球相对静止,并用无线电和电视信号覆盖世界。 克拉克的文章解释了这个高度是怎样和为什么特别的:这个高度的卫星每天一次轨道,似乎在赤道上悬挂在空中,一个地质静止轨道。 虚构事实:Syncom和第一颗克拉克带卫星 当克拉克写文章时,火箭是炸弹,几十年后,NASA要求休斯飞机设计高空通信卫星,这导致了Syncom项目,该项目展示了地质静止通信的可能性。Syncom 2于1963年7月发射,在赤道附近轨道,并在美国总统约翰·F·肯尼迪和尼日利亚总理之间进行通话。Syncom 3于明年发射,向美国人实时播出东京奥运会。 十年来,国家和国际运营商一直在发射自己的地质静止卫星用于通信、天气观测和防御,一个位于半球上方的卫星可以传输电话和电视信号,实时观察云模式,并为军方提供不断的覆盖。 为什么克拉克带如此有价值 地平线轨道是一个特殊的空间属性。赤道高22236英里(35786公里),一个卫星与地球的旋转同步,并保持固定在特定的长度上。地面天线不需要跟踪移动的车辆。 这个简单的图表显示了一个卫星在35786公里(22236英里)的赤道上旋转,这是太空飞船与地球旋转相匹配的高度。轨道在太空中形成一个环,所以地面上的盘子不需要追踪移动的目标。 这个简单的图表显示了一个卫星在35786公里(22236英里)的赤道上旋转,这是太空飞船与地球旋转相匹配的高度。轨道在太空中形成一个环,所以地面上的盘子不需要追踪移动的目标。 根据监管机构的说法,在2022年之前,有数百个地质同步卫星可以运作,只有有限数量的卫星可以不发生冲突,而这些卫星是由国际电信联盟分配的。由于卫星在长度上停留了数年,站的维护错误增加了,无线电频率变得有限。随着政府,军方和公司都在为这个空间竞争,协调现在是一个地缘政治问题。克拉克为三颗卫星设想的带有数百个,支持电视,互联网,导航,银行和紧急服务。 Science Fiction’s Feedback Loop The Clarke Belt did not just pop into the head of one author; it is the product of the crossroads of imagination and discovery.  关于科幻小说如何影响天文学家的故事得出的结论是,69%的研究人员对该类别是否影响了他们的职业提供了肯定答案。 例如包括物理学家埃琳·麦克唐纳德,他认可了星际之旅的船长珍妮威,并将她的博士论文献给了角色和火箭先驱赫尔曼·奥伯特,他的科幻小说吸引了天文学家莱曼·斯皮塞的注意。 Universe Today's NASA Ames commissioned artists in the 1970s to visualise space colonies. This painting of a cylindrical habitat depicts farmland, rivers and a sunlit sky curving around the interior of a rotating cylinder. NASA notes that these artworks were created for summer studies and are not copyrighted, asking only that credit be given to NASA Ames Research Center. Such imagery demonstrates how science fiction concepts like O’Neill cylinders stimulate public imagination and inspire engineers to consider off‑world living. NASA Ames在20世纪70年代委托了艺术家来可视化太空殖民地,这幅圆形栖息地的绘画描绘了耕地,河流和阳光明媚的天空,围绕着旋转缸的内部弯曲。NASA指出,这些艺术作品是为夏季研究而创建的,不受版权保护,只要求给予NASA Ames研究中心的信誉。这样的图像展示了像O’Neill缸这样的科幻概念如何刺激公众的想象力,并激励工程师考虑生活在外面的世界。 科幻小说也塑造了太空探索的文化。星际之旅或其他小说激发了天文调查和软件中使用的缩写,克拉克·蒙斯和Vulcan Planum,非官方地命名为冥王星的月亮哈伦。计划新任务的跨国船员有时在交谈时从书籍中提到比喻中的目标。这个文学杂志是维持公众兴趣并让人们参与太空努力的。 评论:平衡灵感与责任 作为一个想法,克拉克带是科幻小说中最好的,一个大胆的概念,它克服了技术怀疑主义,并成为必不可少的基础设施。每次我们观看实时体育,进行海外通话或执行加密货币交易,都有很好的机会,一个信号从一颗科学小说作家最初想象的卫星上跳跃,这应该鼓励我们培养有想象力的思想家。但是,带的当前状态需要谦虚。克拉克设想了三颗卫星;商业需求创造了数百个。每个航天器都有有限的寿命,最终必须移动到一个“墓地”轨道;花费的强化器和碎片积累成碎片。无线电频谱拥挤和轨道拥挤威胁可靠性。有一个真正的风险,不协调的增长将把地质空间或 美国宇航局的插图记录了地球轨道上的物体;白点代表着运行的卫星和碎片。最密集的光环环环绕着低地球轨道,而更薄的环环标志着地质静止带。NASA指出,大约95%的物体是碎片而不是功能卫星。 美国宇航局的插图记录了地球轨道上的物体;白点代表着运行的卫星和碎片。最密集的光环环环绕着低地球轨道,而更薄的环环标志着地质静止带。NASA指出,大约95%的物体是碎片而不是功能卫星。 克拉克带的长期管理将需要合作,运营商需要严格的站维护标准和终止废弃计划,政府必须更新政策,以平衡创新与安全,并应对活性废弃物清除和频谱共享进行研究。 未来的想象:太空电梯和其他梦想 Clarke didn’t stop at relays. In his 1979 novel  他普及了太空电梯的想法,一个在地球上,将负载升至无火箭的地质静止轨道,这个概念,曾经纯粹的猜测,现在正在研究,一些工程师认为先进的材料可以使这种结构成为可能。 天堂的喷泉 在这个NASA概念绘画中,一根细微的连接地球到一个巨大的地球轨道站,而车辆沿着电缆攀登。克拉克在他的小说《天堂之泉》中普及了太空电梯,NASA后来研究了这种的可行性。 In this NASA concept painting, a slender tether connects Earth to a massive station in geostationary orbit while vehicles climb along the cable. Clarke popularised the space elevator in his novel The Fountains of Paradise, and NASA later studied the feasibility of such tethers. Researchers continue to explore advanced materials and climber designs, making this image a perfect accompaniment to a section on visionary engineering born from fiction. 像国际太空电梯联盟这样的组织正在改进设计,并表示太空电梯可以降低发射成本,并使外部行业成为可能,即使它从未建成,对tethers、爬山机器人和电力辐射技术的研究可能会产生意想不到的反馈回报:小说提出了一个激进的想法;工程师测试其局限性;这些测试将回到我们的技术中。 结论:想象力的案例 克拉克的卫星环成为全球通信的支柱,大多数天文学家和工程师都说,科幻小说对他们的职业生涯产生了影响。 故事和技术论文相互影响,创造了反馈循环。 克拉克带,曾经是一个思想实验,现在是太空飞船的繁忙高速公路。 随着我们管理轨道碎片,共享无线电频谱和深入太空,我们应该记住,下一个大技术可能是在书或电影中。 庆祝我们的基础设施的想象起源可能只会引导我们走向更负责任的未来。 克拉克带是投机的力量的证据; 我们的工作是确保这个卫星环为人类服务,并激励下一代的梦想家和建设者。 参考 1.  https://interestingengineering.com/innovation/can-engineers-create-a-real-space-elevator 2.  https://www.spacefoundation.org/space_technology_hal/syncom-geostationary-satellite-communications/ 3.  https://www.universetoday.com/articles/one-way-to-find-aliens-would-be-to-search-for-artificial-rings-of-satellites-clarke-belts# 4.  https://www.space.com/29222-geosynchronous-orbit.html 5.  https://www.comsoc.org/node/19071#

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科幻小说的克拉克带如何成为我们的地质静止卫星现实

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