航天员推迟回家,“罪魁祸首”是空间碎片
日期:11-19
11月14日,内蒙古阿拉善盟额济纳旗东风着陆场上空,神舟二十一号载人飞船返回舱平稳降落,乘坐这一载人飞船的神舟二十号航天员陈东、陈中瑞、王杰平安“回家”。此前,神舟二十号载人飞船疑似遭空间微小碎片撞击,返回任务推迟。
这些空间碎片从何而来,危害多大,如何预防处理?全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩进行了解释。
空间碎片由人类航天活动直接或间接产生。废弃航天器及相关部件是主要来源,占比超40%,包括退役卫星、火箭残骸等。航天活动中的操作废弃物数量庞大,有功能性抛弃物,如卫星分离时的固定螺栓、航天员出舱活动时遗落的工具等;还有微小脱落物,如航天器表面老化脱落的涂层碎片等。此外,航天器碰撞与爆炸产生的次生碎片,是碎片数量增加的关键原因。
空间碎片威力巨大。其运动速度普遍为7—10公里/秒,高速撞击会产生极端破坏效果。毫米级碎片会划伤航天器舷窗、太阳翼,导致透光率下降或供电效率受损;厘米级碎片可直接穿透航天器外壳,击穿关键部件,引发泄漏或爆炸,未完全穿透的撞击产生的冲击波也可能震坏内部精密仪器。低地球轨道碎片密度达临界值时,会形成“碎片云”,阻断人类进入太空或使用卫星的通道。对在太空行走的航天员来说,他们几乎没有防护能力,超细碎片也可能穿透航天服防护层,造成受伤,航天器被碎片撞击失压,舱内航天员生命安全也将受威胁。
人类一直在探索应对空间碎片的办法。预报撞击风险主要依靠监测技术和数据分析模型。光学观测技术利用望远镜和相机捕捉碎片反射的太阳光,适用于高轨道碎片探测;雷达监测技术通过发射电磁波探测碎片位置和速度,具有全天候、远距离探测能力。
近年来,激光雷达、多传感器融合、碰撞概率分析等新技术不断出现。现代航天器在设计上贯彻空间碎片防控理念,从源头上减少空间碎片产生。 毅飞