提起通讯,现代人无比享受着通信服务带来的便利,哪怕是远隔万里的朋友,只需要拿出手机拨打对方的号码,就能轻松实现彼此之间的通话。可是这样的通讯成果都是几代科学家一点点努力积攒换来的成果。
早在上世纪60年代时,那时候想要实现远距离长途通信难度登天,而在美苏冷战的背景下,美国迫切想要改变不稳定的通信环境,让自己处在更有利的一方。在经过初步商议后,政府授权向太空发射4.8亿根铜针,著名的“西福特计划”就这样开始了。
西福特计划实施背景
1945年8月,影响广泛的第二次世界大战落下帷幕,协约国联盟获得了最终胜利,并开始筹划战后利益分配和制定未来发展格局。但客观来说,虽然协约国联盟组成成员有近50个国家,但真正掌握战后话语权的,也就只有美国和苏联而已。
既然外敌已经被打的溃不成军,那内部对立自然而然就会兴起。大约在1947年3月,也就是二战结束的2年后,以美国为首的资本主义阵营开始同以苏联为首的社会主义阵营形成对立,冷战格局也就成诞生。
那时候不管美国也好、苏联也罢,都想对外展现实力以便吸引更多的国家加入到己方阵营中;在这种心理的驱使下,一场盛大的军备竞赛就这样开始了。
展开全文
当时的情况是这样的,美国研发出一辆汽车,苏联就要研发一辆坦克;苏联发射了人造卫星,美国就要实行登月计划。
在竞争过程中双方又有所防备,例如在国际通信领域,当时不管是美苏想要实现国际通信要么依靠海底电缆铺设,要么就利用自然存在的电离层反射无线电进行。
但这两个途径都有弊端,前者铺设难度大,而且容易被敌国监听和破坏;后者虽然相对安全,但操作难度太大,通信信号不好。
尤其是超长波对潜通信,不仅需要大量的发射和接收设备,关键其通信传输规模实在太慢;这要是在打仗期间可能一场战役都已经结束了,这边美国总统才刚收到前线人员发过来的军事战略部署,听起来相当不靠谱!
美国政府一想这不行啊,随着冷战格局一天天加重,当时谁也不敢保证对方不会突然出手。
为了应对将来可能迎来的战争危机,美国政府决定改变电离层反射无线电通信技术,如此不仅避免了被苏联破坏海底电缆导致通信中断的危机,还能在信息传递上领先苏联,反过来同苏联打“信息战”。
那到底如何改进电离层反射无线电通信技术呢?当时麻省理工学院的沃尔特博士提出一个脑洞大开的计划:向地球轨道发射大量的偶极子反射体!这就是西福特计划实施的背景。
西福特计划成功了吗
如果是常规时期美政府或许还会考虑该计划实施的成本、可能性,以及造成的种种后果。
但当时可是冷战时期,双方军备竞赛已经到了疯狂的地步,最后美政府只是看了初步提案,就同意实施该计划,并由五角大楼委托麻省理工学院的研究专家在林肯实验室进行。
该计划不可谓不疯狂,因为当时根据沃尔特博士的初步估计,他们至少要向近地轨道发射约4亿3千万根偶极子反射体,才能满足无线电通信使用的全部需求的。
所谓偶极子反射体也就是长1.78厘米,直径25.4微米的针状铜丝,将通过技术手段将这些“铜针”散布在3500公里的高空中形成云环状,后通过设置在西福特镇的卫星天线来远程操控。
其实说白了,沃尔特博士就是打算用这4亿3千万根铜针代替云层之上的电离层,让电磁波通过铜针制造的反射层达到另外的大洲大洋。
电离层因热力学非平衡过程会导致其电磁波传递效果不稳定,但这些被发射上去的铜针就不受太大影响;如果该计划成功,还真能弥补美军通信不足的短板。
1961年10月,麻省理工实验室初步尝试发射计划,但很遗憾失败了,因为发射上去的铜针没有散开。两年后沃尔特博士重启发射计划,这次倒是非常成功,铜针在3500-3800公里上的近地轨道内环绕成型,一片偶极子反射云就这样形成了。
位于马萨诺塞州的西福特镇地面站点和远程站点实现了通信,这对美国来说当然是巨大成功。
那该计划最后全面实施了吗?并没有!因为美国的这项计划太疯狂,连他的盟友英法两国都开始极力反对,英法几乎代表了当时欧洲国家的态度,外加上苏联将此事提交到联合国,最终该计划彻底停止。
那些发射上去的铜针现在也成了太空垃圾,有些在近地轨道停留几年后坠入大气层。
结语
至于为何联合国会反对西福特计划的事实,大家可以想一下,多如牛毛的铜针在近地轨道上以每秒超7千米的速度运行,这完全是相当于建设了一座“封锁墙”,未来其他国家发射的任何太空设备都有被撞毁和干扰的风险,这哪个国家会愿意?
当然后来卫星通信开始普及,美国也突然意识到西福特计划不但疯狂而且效果不佳,他们干嘛不用发射铜针的成本用来多发射几枚卫星呢!