凯发k8一触即发|网文快捕背影家园|神二十疑遭撞击推迟回家上亿块太空碎片究竟有多
今天上午传来的一个消息证明了ღღ✿ღ,太空比我们想象的要危险很多ღღ✿ღ,载人航天的确是一项充满风险与挑战的事业ღღ✿ღ。
据新华社记者从中国载人航天工程办公室了解到ღღ✿ღ,神舟二十号载人飞船疑似遭空间微小碎片撞击ღღ✿ღ,正在进行影响分析和风险评估ღღ✿ღ。为确保航天员生命健康安全和任务圆满成功ღღ✿ღ,经研究决定ღღ✿ღ,原计划11月5日实施的神舟二十号返回任务将推迟进行ღღ✿ღ。神二十航天乘组陈冬ღღ✿ღ、陈中瑞ღღ✿ღ、王杰的回家之旅要延期了ღღ✿ღ。
事实上ღღ✿ღ,我国航天部门很早就认识到太空碎片对载人航天的现实威胁ღღ✿ღ,并早已付诸实际行动来进行预防ღღ✿ღ。
去年10月29日ღღ✿ღ,神十九新闻发布会上ღღ✿ღ,中国载人航天工程新闻发言人林西强透露ღღ✿ღ,于2024年10月30日发射的神十九载人飞船有个重要使命ღღ✿ღ,就是要为中国空间站安装空间碎片防护装置ღღ✿ღ。“针对空间碎片撞击空间站可能造成泄露等威胁ღღ✿ღ,不断优化应急处置方案ღღ✿ღ,与空间站运行初期相比ღღ✿ღ,航天员可用于应急处置的时间提高了5倍ღღ✿ღ,空间站与航天员的安全性大幅提升ღღ✿ღ。”林西强还表示ღღ✿ღ,在极端情况下ღღ✿ღ,航天员可搭乘在轨飞船提前返回ღღ✿ღ,或发射待命的应急飞船实施救援ღღ✿ღ。
按林西强所介绍的情况ღღ✿ღ,在神二十一执行在轨飞行任务期间ღღ✿ღ,神舟二十二号载人飞船作为应急飞船在地面处于待命状态ღღ✿ღ。万一神二十一无法执行返回任务ღღ✿ღ,神二十二可随时发射升空ღღ✿ღ,前往中国空间站实施救援ღღ✿ღ。
2013年上映的电影《地心引力》开头ღღ✿ღ,有这样一个情节ღღ✿ღ:两名国际空间站的宇航员出舱执行检修任务时ღღ✿ღ,突然遭遇一场“碎片雨”ღღ✿ღ。像子弹一样高速飞过的卫星碎片凯发k8一触即发ღღ✿ღ,不仅把空间站和航天飞机组合体撞得七零八落ღღ✿ღ,还差点让两名宇航员命丧太空ღღ✿ღ。
那么ღღ✿ღ,如今在近地轨道上有多少空间碎片ღღ✿ღ,对航天器的威胁有多大?我们有什么办法来防范无处不在的太空碎片?潮新闻特邀请航天专家为你解读凯发k8一触即发ღღ✿ღ。
“近地轨道可以理解成距离地球比较近的一条宽阔车道ღღ✿ღ。人类向太空发射的物体ღღ✿ღ,包括空间站ღღ✿ღ、人造卫星ღღ✿ღ、探测器ღღ✿ღ、飞船等ღღ✿ღ,大多都聚集在近地轨道上网文快捕背影家园ღღ✿ღ。”
南京航空航天大学航天学院教授闻新打了一个比方ღღ✿ღ:高速公路上出现事故ღღ✿ღ,会有拖车把事故车拖走ღღ✿ღ,但近地轨道这条“高速公路”已经使用了60多年ღღ✿ღ,却没有拖车清理车道ღღ✿ღ。
什么是太空碎片?科学家通常将“在地球轨道范围内ღღ✿ღ,由人类活动产生而不再服务于正常任务的各类物体”定义为太空碎片ღღ✿ღ,也叫作“空间垃圾”ღღ✿ღ。这些碎片的大小有天壤之别ღღ✿ღ,大到报废的火箭残骸凯发k8一触即发ღღ✿ღ、退役的人造卫星(超3000个)ღღ✿ღ,小到螺丝ღღ✿ღ、涂层碎屑ღღ✿ღ,甚至航天器外部因强烈的紫外线照射而脱落的油漆碎片都算ღღ✿ღ。这些东西不像流星能被大气烧毁ღღ✿ღ,而是在距离地面几百到几千公里的高度长时间绕地球高速飞行网文快捕背影家园ღღ✿ღ。
“近地轨道上的碎片数量正在急剧增长ღღ✿ღ。”闻新告诉潮新闻记者ღღ✿ღ,地球轨道上尺寸大于10厘米的碎片约有3.6万个ღღ✿ღ,尺寸在1-10厘米之间的碎片有上百万个ღღ✿ღ,而尺寸小于1厘米的碎片更是多达上亿个ღღ✿ღ。与此同时ღღ✿ღ,地球轨道上正在运作的航天器有上万个ღღ✿ღ。
去年10月21日ღღ✿ღ,美国国际通信卫星公司(Intelsat)发出警告ღღ✿ღ,波音公司为其制造的Intelsat 33e高轨卫星在轨运行时发生故障解体ღღ✿ღ,已追踪到57块太空碎片ღღ✿ღ。
这种事并不稀奇ღღ✿ღ。早在1996年ღღ✿ღ,法国CERISE卫星被一块来自1970年代阿里安火箭残骸的碎片击中ღღ✿ღ,卫星的主要天线被损坏ღღ✿ღ,直接影响了卫星正常运行ღღ✿ღ。
到了2009年ღღ✿ღ,发生了航天史上首次卫星在轨相撞事故ღღ✿ღ,美国铱星33号与俄罗斯废弃的宇宙2251号侦察卫星相撞ღღ✿ღ,产生了数千碎片ღღ✿ღ。
太空探索技术公司(SpaceX)提交给美国联邦通信委员会的文件声称ღღ✿ღ,2021年俄罗斯进行反卫星试验凯发k8一触即发ღღ✿ღ,产生超过1500块碎片云ღღ✿ღ。为躲避碎片ღღ✿ღ,“星链”卫星进行了多达1700次避让ღღ✿ღ。
太空碎片要绕着地球飞ღღ✿ღ,时速必然达到第一宇宙速度28000公里(约7800米/秒)ღღ✿ღ,而步枪子弹出膛的速度ღღ✿ღ,大约只有这个速度的十分之一ღღ✿ღ。即使是很小的碎片在如此高速下撞击时ღღ✿ღ,动能也相当于一辆疾驰的汽车ღღ✿ღ,足以刺穿航天器的外壳或损坏关键系统ღღ✿ღ,如太阳能电池板ღღ✿ღ、天线等ღღ✿ღ。
随着技术的发展网文快捕背影家园ღღ✿ღ,卫星越做越小ღღ✿ღ,数量也越来越多ღღ✿ღ。数据显示ღღ✿ღ,在2012年之前人类向太空发射的航天器每年不超过200个ღღ✿ღ。然而ღღ✿ღ,到了2024年ღღ✿ღ,这个数字暴涨到2795ღღ✿ღ。
2021年ღღ✿ღ,SpaceX的猎鹰9号火箭“一箭143星”ღღ✿ღ,刷新了世界纪录ღღ✿ღ。SpaceX的“星链”互联网星座ღღ✿ღ,计划发射多达4.2万颗卫星ღღ✿ღ,目前在轨已超过7000颗ღღ✿ღ。
1978年ღღ✿ღ,美国科学家唐纳德·凯斯勒提出“凯斯勒效应”ღღ✿ღ:近地轨道物体密度达到一定程度后ღღ✿ღ,碎片之间相撞会形成更多的碎片ღღ✿ღ,导致更多撞击ღღ✿ღ,恶性循环最终使近地轨道完全被太空垃圾覆盖ღღ✿ღ。
无论是载人航天器还是无人卫星ღღ✿ღ,都面临着太空碎片的威胁ღღ✿ღ。每年ღღ✿ღ,航天器必须多次进行轨道调整ღღ✿ღ,以避免与这些高速飞行的碎片相撞ღღ✿ღ。这种调整不仅消耗燃料ღღ✿ღ,还影响航天任务的正常运行ღღ✿ღ。
想要躲开太空碎片ღღ✿ღ,就先得看见它们ღღ✿ღ。2023年9月21日ღღ✿ღ,在“天宫课堂”第四课上ღღ✿ღ,空间站里的景海鹏回答内蒙古学生关于太空垃圾的提问时说ღღ✿ღ,“我们经常透过空间站的舷窗去看ღღ✿ღ,甚至还用望远镜去找ღღ✿ღ,不过到目前为止ღღ✿ღ,还没有发现太空垃圾的踪影ღღ✿ღ。”
不过ღღ✿ღ,看不到不代表没有ღღ✿ღ。某些碎片极其难以辨别ღღ✿ღ,暗淡到只有14至15等星ღღ✿ღ。当星等降到15等ღღ✿ღ,亮度约是肉眼可见恒星的1/1000ღღ✿ღ。
根据林西强在神十九新闻发布会上所透露的ღღ✿ღ,与空间站运行初期相比ღღ✿ღ,我们发现碎片的预警时间多了5倍ღღ✿ღ,能让我们很从容地加以应对ღღ✿ღ。这是怎么做到的呢?
2021年4月ღღ✿ღ,试验六号03星发射升空入轨ღღ✿ღ,标志着我国建成了首个具有完全自主知识产权的天基空间环境探测系统ღღ✿ღ。据试验六号总设计师ღღ✿ღ、中科院微小卫星创新研究院副院长胡海鹰介绍ღღ✿ღ,目标碎片就像海洋中的鱼网文快捕背影家园ღღ✿ღ,我们首先要确保看得到ღღ✿ღ,能区分出它们是什么ღღ✿ღ,追踪其行迹ღღ✿ღ,然后计算ღღ✿ღ、预测其轨道ღღ✿ღ,才能将它“管”起来ღღ✿ღ。
而据闻新透露ღღ✿ღ,我国的雷达电子技术近年来突飞猛进ღღ✿ღ,包括试验六号在内的先进探测技术获得应用ღღ✿ღ,让中国有了太空边疆的“安全卫士”ღღ✿ღ。
“原来我们很难看清太空里1-10厘米尺寸的碎片ღღ✿ღ,但是这种碎片的破坏力是不容小觑的ღღ✿ღ。我们尽量让航天器避开太空碎片多的地方ღღ✿ღ,就像我们刮风下雨天尽量少出门一样ღღ✿ღ。”闻新说ღღ✿ღ,“现在预告精度提高了ღღ✿ღ,我们对空间站和航天员的安全就放心多了ღღ✿ღ。”
一旦发现对空间站有威胁的碎片ღღ✿ღ,怎么办?景海鹏在《天宫课堂》上说ღღ✿ღ,会通过轨道机动等措施进行主动规避ღღ✿ღ。
“中国空间站为了保证安全采取了很多措施ღღ✿ღ,主要是三种手段ღღ✿ღ。”中国航天科技集团专家李学东介绍道ღღ✿ღ。
手段之一ღღ✿ღ:被动防护ღღ✿ღ。在舱外安装一些防护装置ღღ✿ღ,来抵御微小碎片的撞击ღღ✿ღ。这种装置在发射前就已经安装好了ღღ✿ღ。但是鉴于如今空间碎片空前密集的恶劣的情况ღღ✿ღ,神十八网文快捕背影家园ღღ✿ღ、神十九乘组要在舱外对装置进行加固ღღ✿ღ,进一步确保空间站的安全ღღ✿ღ。
手段之二ღღ✿ღ:主动规避ღღ✿ღ。对于空间碎片进行预测ღღ✿ღ、编目ღღ✿ღ,通过轨道计算提前发现哪些空间碎片有与空间站发生交会的风险ღღ✿ღ,让空间站主动变轨来规避来袭碎片ღღ✿ღ。
手段之三ღღ✿ღ:应急处置ღღ✿ღ。如果空间站真的因为碎片撞击导致密封舱的泄露ღღ✿ღ,航天员要火速堵漏ღღ✿ღ,不能让密封舱空气继续泄露ღღ✿ღ。这对于航天员的心理素质和应急突发处置能力ღღ✿ღ,是一个严峻的考验ღღ✿ღ。
“事实证明ღღ✿ღ,微小碎片的确很难预报和观测ღღ✿ღ,通常只能采用硬扛的办法ღღ✿ღ。对于一些特别敏感的重要设备ღღ✿ღ,还要进行单独加固ღღ✿ღ。”国际航天专家雨广告诉潮新闻记者ღღ✿ღ,“一旦被撞ღღ✿ღ,如果舱内泄露速度比较快网文快捕背影家园ღღ✿ღ,那就确实需要紧急撤离了ღღ✿ღ。”
如果发现碎片实在避不开ღღ✿ღ,航天员可以紧急进入非常坚固的飞船返回舱ღღ✿ღ,随时准备返回地球ღღ✿ღ。近年来ღღ✿ღ,国际空间站就曾发生过这一幕ღღ✿ღ。
如何保障航天员出舱活动的安全?“出舱前ღღ✿ღ,对于轨道前方进行仔细探测排查ღღ✿ღ,一旦发现与其它物体轨道相交ღღ✿ღ,就不在这个时间段出舱ღღ✿ღ。”雨广解释说ღღ✿ღ。
预防式设计ღღ✿ღ:新一代火箭和卫星ღღ✿ღ,普遍要求设计时考虑“任务寿命到期后能自行脱轨”或进入专用“坟场轨道”ღღ✿ღ,避免成为长期垃圾ღღ✿ღ。
空间态势感知(SSA)与追踪系统ღღ✿ღ:美网文快捕背影家园ღღ✿ღ、俄ღღ✿ღ、欧盟ღღ✿ღ、中国等都建立了自己的空间目标监控雷达和光学传感网络ღღ✿ღ,可实时监测并精准预警碎片靠近ღღ✿ღ。
垃圾主动清理技术探索ღღ✿ღ:研究低成本ღღ✿ღ、高效益的太空碎片清除技术ღღ✿ღ,发射“垃圾捕捉卫星”ღღ✿ღ、拖网卫星或使用激光推力器制造轨道阻力迫使碎片坠毁ღღ✿ღ。近年来ღღ✿ღ,多国正在推进机器人臂回收ღღ✿ღ、磁吸移除等科幻般的项目ღღ✿ღ。
国际法与合作ღღ✿ღ:联合国外空条约ღღ✿ღ、空间碎片减缓准则等国际协议对新发射任务提出限制和指导ღღ✿ღ,强调“可持续利用太空利益全人类”ღღ✿ღ。
雨广向潮新闻记者提出了一个重要问题——太空碎片的清除ღღ✿ღ,技术非常复杂ღღ✿ღ、成本很高凯发k8一触即发ღღ✿ღ,却是一件短期内看不到直接收益的事ღღ✿ღ。据悉ღღ✿ღ,单次清除任务的费用动辄数千万甚至上亿美元ღღ✿ღ。“谁来买单ღღ✿ღ、谁来做?那么多钱和精力投进去了ღღ✿ღ,本国航天器并不一定获得收益ღღ✿ღ,获益的可能是别国ღღ✿ღ。”雨广认为ღღ✿ღ,这将考验全人类的责任感和团结程度ღღ✿ღ。
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