中國載人航天工程辦公室發(fā)布消息稱,神舟二十號載人飛船疑似遭到空間微小碎片撞擊,正在進行影響分析和風險評估。為確保航天員的生命安全和任務的圓滿成功,原定于11月5日實施的返回任務將推遲進行。
這些導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。廢棄的航天器及其相關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,航天活動中產生的操作廢棄物也是空間碎片的重要來源,如衛(wèi)星分離時的固定螺栓、宇航員出艙活動時遺落的工具等。另一類則是由航天器碰撞與爆炸產生的次生碎片,這類碎片數(shù)量不斷增加,一次碰撞或爆炸會產生新的碎片,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),也能對航天器造成致命損傷。毫米級碎片會劃傷航天器舷窗和太陽翼,導致透光率下降或供電效率受損;厘米級碎片則可能穿透航天器外殼,擊穿燃料箱和管線等關鍵部件,引發(fā)泄漏或爆炸。即使未完全穿透,撞擊產生的沖擊波也可能損壞內部精密儀器,導致導航和通信系統(tǒng)失靈。當?shù)偷厍蜍壍郎系乃槠芏冗_到臨界值時,可能會在軌道上形成一層“碎片云”,徹底阻斷人類進入太空或使用衛(wèi)星的通道,對太空活動造成長期災難性影響。對于在太空行走的航天員來說,他們對空間碎片幾乎沒有防護能力,即便是直徑0.1毫米的超細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以應對空間碎片撞擊的風險。預報空間碎片撞擊風險主要依靠監(jiān)測技術和數(shù)據(jù)分析模型。光學觀測技術利用望遠鏡和相機捕捉碎片反射的太陽光,適用于高軌道碎片的探測;雷達監(jiān)測技術通過發(fā)射電磁波并接收反射信號,探測空間碎片的位置和速度,具有全天候、遠距離探測能力。近年來,激光雷達技術、多傳感器融合技術和碰撞概率分析技術等新技術不斷出現(xiàn),進一步提高了碎片識別和跟蹤的準確性。
處理空間碎片撞擊風險的技術包括主動規(guī)避、被動防護以及碎片清除等多種手段。對于尺寸超過10厘米的較大空間碎片,航天器傾向于主動實施軌道規(guī)避。面對難以觀測的小型、微型空間碎片,航天器主要采用被動防護手段。科學家也在探索激光燒蝕、太空拖網(wǎng)、機械臂捕獲、離子束偏轉和電磁吸附清除等碎片清除技術?,F(xiàn)代航天器在設計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生。