近日,中國空間站遭遇了一次意外的太空碎片撞擊,導致神舟二十號載人飛船的返回時間由原定的11月5日調整為“待定”。這一突發事件引發了公眾對太空安全問題的廣泛關注。讓我們深入了解這場太空安全考驗背后的專業知識。
自人類開啟太空探索以來,太空垃圾的數量呈指數級增長。目前,科學家能夠持續追蹤的直徑超過10厘米的大型太空垃圾已超過4.4萬個,而直徑在1厘米至10厘米之間、可能對航天器構成威脅的小型碎片數量更是超過100萬個。這些碎片以接近每秒7.9公里的速度在太空中高速飛行,其動能相當于普通子彈的幾十倍,即使是最微小的碎片也具有強大的破壞力。
空間站遭遇碎片撞擊的危險程度,堪比飛機在飛行過程中遭遇鳥擊。對于直徑超過10厘米的大型碎片,航天器通常會采取主動規避措施,通過調整軌道來避免碰撞。然而,軌道調整是一項復雜的操作,需要精確計算以實現最小燃料消耗和最大避險效果,同時盡量減少對其他航天任務的影響。
近年來,中國空間站不斷完善碰撞預警和規避機制,提升了低軌小目標軌道預報的精度和空間站主動規避碰撞的能力,已多次成功實施碎片規避操作。對于小型太空碎片,我國早已制定了應對方案。早在神舟十八號任務期間,航天員就開始在空間站安裝空間碎片防護裝置。在神舟二十號任務中,乘組完成了4次出艙活動和7次載荷進出艙任務,其中包括空間碎片防護裝置的安裝、艙外輔助裝置的裝配以及艙外設施的巡檢等工作。
盡管空間碎片防護裝置不斷升級,許多小型碎片對空間站的影響已得到有效控制,但如果撞擊發生在關鍵部位,仍可能帶來嚴重風險。例如,推進艙的燃料管路被擊穿可能導致燃料泄漏;太陽翼受損會影響空間站的供電效率;而最嚴重的情況是軌道偏離。航天器在軌道上飛行時,即使輕微的軌道偏離,相對于地球也可能意味著數百公里的偏移,這對航天員返回地球構成極大威脅。
關于神舟二十號的具體返回時間,官方尚未公布。但可以肯定的是,我國航天員和地面科研人員正在全力排除隱患,確保乘組安全返回。此前,神舟二十號選擇在11月中旬返回,是經過多重因素考慮的結果:避開太陽耀斑對返回艙通信的干擾;調整軌道高度以確保返回艙再入大氣層時的最佳角度;選擇地面氣象條件較好的時段返程。為了趕上這輪返回窗口,航天員們正在加快工作進度,克服各種困難。
即使太空碎片造成的損傷難以修復,我國也有完善的應急預案。近年來,我國載人航天飛船采用“發一備一”模式,即只要航天員在空間站執行任務,發射場就會有一艘新的神舟飛船隨時待命,最快可在一周多時間內發射升空接回航天員。目前,神舟二十一號已抵達空間站,發射場的神舟二十二號也處于待命狀態,具備快速發射能力。











