太空碎片威胁升级,神舟二十号飞船遭撞击,6名航天员能否长驻?
太空中的“子弹”远比我们想象中多,每秒10公里的撞击速度让毫米级碎片也能成为致命杀手。
“神舟二十号载人飞船疑似遭空间微小碎片撞击,返回任务将推迟进行。 ”月5日,中国载人航天工程办公室的一则简短通告,让无数关注中国航天的人心揪紧了。
这则消息迅速刷爆全网,这是中国空间站首次公开因太空碎片撞击而推迟航天员返回的突发事件。
太空碎片,这个看似遥远的名词,正以极具威胁的方式闯入公众视野。 这些轨道上的“不速之客”,究竟会把我们的太空梦想带向何方?
太空“暗器”:小碎片的大能量
这些耽误航天员回家的“罪魁祸首”——空间碎片,其实就是我们常说的太空垃圾。 它们由人类航天活动直接产生或间接衍生。
太空垃圾最主要的来源是废弃航天器及相关部件,占比超过40%,包括退役卫星、火箭残骸、航天器解体残骸等。
其次是航天活动中的操作废弃物,以及航天器碰撞与爆炸产生的次生碎片。
别看这些碎片个头小,它们的飞行速度是子弹的好几倍。 在300-450公里高度的近地轨道上,它们以每秒7-8公里的速度运动,碰撞时的相对速度甚至可以超过每秒10公里。
速度带来的是惊人的破坏力。 全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩指出,即使是直径小于1厘米的空间微小碎片,凭借极高速度带来的巨大动能,也能对航天器造成致命损伤。
数毫米大小的空间碎片撞击就有可能使航天器无法继续工作,而一块直径为10厘米的空间碎片撞击则有可能将航天器完全摧毁。
这就像太空中的“枪林弹雨”,让你防不胜防。
威胁升级:当神舟二十号遭遇撞击
神舟二十号飞船遭遇的,正是那些最难防备的空间微小碎片。 这些碎片通常直径在1毫米至1厘米之间,个头虽小,破坏力却不容小觑。
随着人类航天活动愈加频繁,空间碎片问题日益凸显。 截至2025年7月,地球轨道上所有航天物体的总质量已超过14500吨。
据欧洲航天局数据,大于10厘米的空间物体有54000个;在1厘米至10厘米之间的空间碎片约有120万个;而在1毫米至1厘米的空间碎片物体约有惊人的1.4亿个。
面对这些数字,你就能明白航天器的太空之旅有多艰难。
这就像在高速公路上闭眼开车,不知道什么时候就会撞上什么东西。
北京大学地球与空间科学学院教授焦维新形象地解释:“太空的碎片数量相当大,特别是微小碎片撞击很难预防。 像航天飞机在轨飞行的两星期,严重的时候都有将近90多个瘢痕。 ”
防御之道:中国航天的“组合拳”
面对空间碎片威胁,中国航天打出了一系列“组合拳”。
对于10厘米以上的大型空间碎片,航天器通常采用主动规避的策略,通过轨道调整,避开可能的碰撞路径。
中国空间站已多次主动实施空间碎片规避。 通过持续提升空间站和低轨小目标轨道精确预报能力,优化完善空间碰撞预警和规避实施流程,虚警率降低了30%,提高了空间站碰撞规避效能。
对于难以监测的微小碎片,则主要依靠被动防护。 中国空间站各舱段在出厂时已具备大部分防护功能,但针对舱外管路、设施设备和实验装置设计的防护装置,还需要航天员出舱安装。
从神舟十八号到神舟二十号乘组,中国航天员已经在空间站外部进行了7次空间碎片防护装置安装工作,为天和核心舱和问天、梦天实验舱外部的多处重要管路、元件和设施设备提供了防护。
这就像给空间站穿上了“防弹衣”,安全感顿时提升了不少。
六人驻留:中国空间站的底气何在?
神舟二十号推迟返回,一个现实问题摆在面前:中国空间站能否支持六名航天员长期驻留?
答案是肯定的。 中国空间站从设计之初就以“人长期驻留”为基准,专门设置了3人和6人两种工作模式。
就拿电解制氧子系统来说,3人用时调低档,6人用时调高档,产氧速率能随时调整。
物资保障也不是问题。 天舟八号货运飞船之前已经上行6吨物资,里面包含3名航天员9个月的生活必需品、食品和生命保障消耗品。
这种过度储备策略,就是为了应对突发情况预留缓冲空间。
再加上神舟二十号乘组留下的储备,6人短期生活完全没问题。 这就好比“深挖洞,广积粮”,中国航天的物资储备足以应对突发情况。
更让人安心的是,中国载人航天建立了完善的应急发射救援体系,实行“滚动备份、发射1发、备份1发”模式。
假如空间站或飞船出现较为严重的危险或故障,地面的长二F火箭实行应急救援最快10天內就可以发射,载人飞船具备8.5天应急发射能力以实现太空救援。
未来挑战:从被动防护到主动治理
随着全球低轨卫星星座计划的密集推进,太空环境正变得越来越复杂危险。
2009年两颗卫星的碰撞,已经敲响了警钟。 当低地球轨道碎片密度达到临界值时,一次碎片撞击产生的新碎片,会引发更多撞击,形成“多米诺骨牌效应”。
最终可能在轨道上形成一层“碎片云”,彻底阻断人类进入太空或使用卫星的通道。
面对这一挑战,仅靠被动防护已经不够,主动清除碎片成为必由之路。
目前,世界各国正在研发多多种主动清除空间碎片的技术方案。 例如,某些航天器可以释放飞网捕捉系统,捕捉空间碎片后使其脱轨烧毁。
激光烧蚀的方法通过地面或空间平台发射高能激光束照射碎片,使其局部气化或变轨,最终整体消散或加速坠入大气层烧蚀。
机械臂捕获技术通过航天器高精度姿控系统完成定位与捕捉,并将其拖离密集轨道区域。
中国也在积极研发相关技术,中科院牵头的“天基激光清除系统”已经完成了原理验证。
空间碎片问题具有全球性特征,任何一个国家都无法独善其身。 应对日益增长的空间碎片,全球合作十分重要。
为此,中国积极推动和参与全球合作。 2015年,国家航天局成立空间碎片监测与应用中心;中国载人航天工程网站定期发布OEM轨道参数。
中国持续加强国际合作,与世界主要航天国家有关机构建立飞行安全沟通机制,及时交流共享相关信息,共同维护在轨航天器安全。
航天员陈冬、陈中瑞和王杰的回家之路虽然推迟了,但他们在太空中并不孤单。 神舟二十一号飞船的航天员们正与他们并肩作战,而地面控制中心里,无数航天专家正24小时不间断地分析数据、制定方案。
你有没有想过,如果太空碎片问题得不到控制,我们未来的太空探索会面临怎样的困境?
欢迎在评论区分享你的看法!