中國(guó)載人航天工程辦公室發(fā)布消息稱,神舟二十號(hào)載人飛船疑似遭到空間微小碎片撞擊,正在進(jìn)行影響分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。為確保航天員的生命安全和任務(wù)的圓滿成功,原定于11月5日實(shí)施的返回任務(wù)將推遲進(jìn)行。
這些導(dǎo)致航天員返程延遲的空間碎片主要來源于人類的航天活動(dòng)。廢棄的航天器及其相關(guān)部件是空間碎片最主要的來源,占比超過40%,包括退役衛(wèi)星、火箭殘骸等。此外,航天活動(dòng)中產(chǎn)生的操作廢棄物也是空間碎片的重要來源,如衛(wèi)星分離時(shí)的固定螺栓、宇航員出艙活動(dòng)時(shí)遺落的工具等。另一類則是由航天器碰撞與爆炸產(chǎn)生的次生碎片,這類碎片數(shù)量不斷增加,一次碰撞或爆炸會(huì)產(chǎn)生新的碎片,繼續(xù)撞擊其他航天器,形成“碎片雪崩”。
空間碎片雖小但威力巨大。即使是直徑小于1厘米的微小碎片,憑借其極高的速度(每秒7至10公里),也能對(duì)航天器造成致命損傷。毫米級(jí)碎片會(huì)劃傷航天器舷窗和太陽翼,導(dǎo)致透光率下降或供電效率受損;厘米級(jí)碎片則可能穿透航天器外殼,擊穿燃料箱和管線等關(guān)鍵部件,引發(fā)泄漏或爆炸。即使未完全穿透,撞擊產(chǎn)生的沖擊波也可能損壞內(nèi)部精密儀器,導(dǎo)致導(dǎo)航和通信系統(tǒng)失靈。當(dāng)?shù)偷厍蜍壍郎系乃槠芏冗_(dá)到臨界值時(shí),可能會(huì)在軌道上形成一層“碎片云”,徹底阻斷人類進(jìn)入太空或使用衛(wèi)星的通道,對(duì)太空活動(dòng)造成長(zhǎng)期災(zāi)難性影響。對(duì)于在太空行走的航天員來說,他們對(duì)空間碎片幾乎沒有防護(hù)能力,即便是直徑0.1毫米的超細(xì)碎片也可能穿透航天服,造成航天員受傷。
目前,人類正在探索多種技術(shù)以應(yīng)對(duì)空間碎片撞擊的風(fēng)險(xiǎn)。預(yù)報(bào)空間碎片撞擊風(fēng)險(xiǎn)主要依靠監(jiān)測(cè)技術(shù)和數(shù)據(jù)分析模型。光學(xué)觀測(cè)技術(shù)利用望遠(yuǎn)鏡和相機(jī)捕捉碎片反射的太陽光,適用于高軌道碎片的探測(cè);雷達(dá)監(jiān)測(cè)技術(shù)通過發(fā)射電磁波并接收反射信號(hào),探測(cè)空間碎片的位置和速度,具有全天候、遠(yuǎn)距離探測(cè)能力。近年來,激光雷達(dá)技術(shù)、多傳感器融合技術(shù)和碰撞概率分析技術(shù)等新技術(shù)不斷出現(xiàn),進(jìn)一步提高了碎片識(shí)別和跟蹤的準(zhǔn)確性。
處理空間碎片撞擊風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)包括主動(dòng)規(guī)避、被動(dòng)防護(hù)以及碎片清除等多種手段。對(duì)于尺寸超過10厘米的較大空間碎片,航天器傾向于主動(dòng)實(shí)施軌道規(guī)避。面對(duì)難以觀測(cè)的小型、微型空間碎片,航天器主要采用被動(dòng)防護(hù)手段。科學(xué)家也在探索激光燒蝕、太空拖網(wǎng)、機(jī)械臂捕獲、離子束偏轉(zhuǎn)和電磁吸附清除等碎片清除技術(shù)?,F(xiàn)代航天器在設(shè)計(jì)上也充分考慮了空間碎片防控,采用防爆燃料貯箱、減少外露部件等措施,從源頭上減少空間碎片的產(chǎn)生。