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航天员推迟回家,“罪魁祸首”是空间碎片
科技日报· 2025-11-06 09:27
事件概述 - 神舟二十号载人飞船因疑似遭受空间微小碎片撞击,原定于11月5日的返回任务已决定推迟,目前正在进行影响分析和风险评估 [1] 空间碎片的来源 - 空间碎片主要由人类航天活动产生,其中废弃航天器及相关部件是最大来源,占比超过40%,包括退役卫星、火箭残骸等 [2] - 航天活动中的操作废弃物是另一主要来源,包括任务中丢弃的固定螺栓、保护罩、工具等功能性抛弃物,以及涂层碎片、太阳能电池板碎片等微小脱落物 [2] - 航天器在轨发生碰撞与爆炸会产生次生碎片,这是导致碎片数量持续增加的关键原因 [3] 空间碎片的危害 - 空间碎片具有极高动能,即使直径小于1厘米的微小碎片也能对航天器造成致命损伤,其运动速度普遍为7至10公里/秒 [4] - 毫米级碎片可划伤航天器舷窗和太阳翼,厘米级碎片能直接穿透航天器外壳,击穿燃料箱等关键部件,未穿透的撞击产生的冲击波也可能震坏内部精密仪器 [4] - 当低地球轨道碎片密度达到临界值,可能引发连锁碰撞的“多米诺骨牌效应”,形成“碎片云”,对太空活动造成长期灾难性影响 [4] - 直径仅0.1毫米的超细碎片也可能穿透航天服,威胁舱外航天员安全,航天器被撞击失压将直接威胁舱内航天员生命安全 [4] 空间碎片监测与预警技术 - 预报撞击风险主要依靠光学观测和雷达监测两类技术,光学技术利用望远镜捕捉碎片反射光,适用于高轨道,高精度系统可分辨直径10微米以上的碎片 [5] - 雷达监测技术通过发射电磁波探测,具备全天候能力,高分辨率雷达可提供厘米级精度,例如美国空间监视网络可探测直径大于10厘米的碎片 [5] - 新技术不断涌现,包括可提供高时间分辨率的激光雷达、整合多类传感器数据形成互补网络的多传感器融合技术,以及结合轨道误差模型的碰撞概率分析技术 [6] 空间碎片风险处理与防控技术 - 处理风险的技术手段包括主动轨道规避(针对尺寸超过10厘米的碎片)、被动防护(针对小型碎片)以及多种碎片清除技术探索(如激光烧蚀、太空拖网、机械臂捕获等) [6] - 现代航天器在设计阶段即贯彻防控理念,通过采用防爆燃料贮箱、减少外露部件等措施,从源头上减少空间碎片的产生 [6]