空间站屡遭“袭击”!幕后黑手曝光,神舟十九号携“金钟罩”护天宫

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前言

太空，曾经是人类仰望星空的浪漫寄托，如今却潜藏着看不见的危机——太空垃圾。这些高速飞行的碎片如同悬在头顶的达摩克利斯之剑，威胁着每一颗卫星、每一个空间站，甚至每一个航天员的生命。

中国空间站“天宫”也未能幸免，多次遭遇撞击的经历，敲响了太空垃圾治理的警钟。我们该如何应对这场无声的危机？

太空垃圾：一场无声的危机

太空，并非我们想象中那样空旷寂寥。自从1957年人类发射第一颗人造卫星以来，近地轨道便日渐拥挤，除了正常运行的航天器，还有数以亿计的太空垃圾在高速飞行。

这些垃圾的来源多种多样，包括航天器发射后遗留的火箭残骸、报废的卫星、航天器解体产生的碎片、甚至航天员在舱外活动时掉落的工具等等。

一个不起眼的螺母，一片脱落的油漆，在太空中都可能变成致命的武器。因为在近地轨道上，即使是微小的碎片，其运行速度也能达到每小时2.8万公里。

这样的速度下，即使是一块极小的碎片，撞击产生的能量也足以击穿航天器的外壳，损坏关键设备，甚至导致灾难性的事故。“天宫”空间站的太阳能电池翼就曾遭受过太空碎片的撞击，造成了可见的损伤。

随着航天活动的日益频繁，太空垃圾的数量也在急剧增长。据专家估计，目前地球轨道上尺寸大于10厘米的碎片约有3.6万个，1厘米到10厘米之间的碎片有上百万个，而小于1厘米的碎片更是多达上亿个。

这还只是可追踪到的碎片数量，实际上，还有无数更小的碎片无法被监测，如同隐藏在暗处的幽灵，时刻威胁着航天器的安全。

今年十月，美国国际通信卫星公司就发出警告，一颗波音公司制造的高轨卫星解体，产生了大量碎片，对其他卫星构成了潜在的碰撞风险。类似的事件屡见不鲜，每一次卫星解体、火箭爆炸，都会产生大量的太空垃圾，加剧近地轨道的拥堵，也增加了航天器遭遇撞击的风险。

SpaceX的“星链”卫星就曾多次进行变轨，以躲避太空碎片的撞击。

1978年，美国科学家唐纳德·凯斯勒提出了一种可怕的设想——“凯斯勒效应”。该效应指出，当近地轨道上的太空垃圾密度达到一定程度时，碎片之间的碰撞会产生更多的碎片，从而引发连锁反应，最终导致近地轨道被完全覆盖，使航天活动无法进行。

这种“多米诺骨牌”式的灾难并非危言耸听。随着各国不断发射卫星，近地轨道上的航天器数量越来越多，“凯斯勒效应”发生的概率也在不断上升。

如果我们不及时采取措施，任由太空垃圾的数量继续增长，那么未来某一天，近地轨道将不再适合航天活动，人类的太空探索也将面临巨大的挑战。

“天宫”空间站的安全防护：多重保障

面对日益严峻的太空垃圾威胁，中国航天部门高度重视空间站的安全防护工作。“天宫”空间站从设计之初就考虑了防撞击的需求，采用了特殊的防护材料和结构设计，以提高其抵御太空碎片撞击的能力。

除了空间站本身的防护设计，神舟系列飞船也承担着为空间站加装防护装置的任务。今年年初的神舟十八号和近期发射的神舟十九号，都携带了用于空间站舱外关键设备防护的装甲板。

航天员需要在舱外进行精细操作，将这些防护板安装到电缆等关键设备上，为空间站构筑更坚固的“金钟罩”。

这些防护板并非简单的金属板，而是经过特殊设计的复合材料，能够有效抵御微小碎片的撞击，最大限度地降低撞击带来的损害。这种被动防护措施，如同给空间站穿上一层“防弹衣”，在一定程度上降低了其被太空碎片击穿的风险。

除了被动防护，主动规避也是“天宫”空间站安全防护的重要手段。中国航天部门建立了完善的太空碎片监测和预警系统，能够实时监测近地轨道上的太空碎片，并对可能对空间站造成威胁的碎片进行预警。

我国的太空碎片监测技术近年来取得了显著进步，预警时间相比空间站运行初期提高了5倍，监测精度也大幅提升，目前已能监测到1厘米以上大小的碎片。这套系统就像空间站的“千里眼”，能够提前发现潜在的威胁，为空间站的变轨操作争取宝贵的时间。

一旦发现有太空碎片可能与空间站发生碰撞，地面控制中心会根据碎片的轨道参数和空间站的运行状态，计算出最佳的规避方案，并指令空间站进行变轨操作，从而避免撞击的发生。这种主动规避措施，如同空间站的“方向盘”，能够灵活地调整运行轨道，躲避来袭的“子弹”。

尽管采取了多重防护措施，但太空环境的复杂性和不可预测性，仍然可能导致意外情况的发生。为了应对极端情况，中国航天部门也制定了完善的应急处置方案。

在空间站运行期间，始终有一艘神舟飞船处于待命状态，随时准备执行紧急救援任务。如果空间站发生严重的撞击事故，例如密封舱泄漏，航天员可以迅速撤离到返回舱，并搭乘待命的飞船返回地球。

除了预先部署的救援飞船，航天员也接受了专业的应急处置训练，能够应对各种突发情况。例如，如果空间站发生微小的泄漏，航天员可以利用舱内的应急设备进行快速堵漏，防止情况恶化。

在“天宫课堂”上，航天员景海鹏曾向学生们介绍过空间站的应急处置措施，展现了中国航天员的专业素养和应急能力。

这些应急处置方案，如同空间站的“备用轮胎”，在关键时刻能够发挥重要的作用，保障航天员的生命安全。

太空垃圾治理：任重道远

太空垃圾问题并非某个国家单独面临的挑战，而是全人类共同的难题。太空垃圾的产生和危害具有跨国性，任何一个国家的航天活动都可能产生太空垃圾，并对其他国家的航天器造成威胁。

因此，国际合作是解决太空垃圾问题的关键。

然而，太空垃圾的治理并非易事。清理太空垃圾需要投入巨大的资金和技术资源，而且短期内难以看到直接的经济效益。

这使得一些国家和机构缺乏动力参与到太空垃圾的治理中来。此外，各国在太空垃圾的监测、预警、清理等方面的技术水平和标准也存在差异，这给国际合作带来了额外的挑战。

尽管面临诸多挑战，国际合作仍然是解决太空垃圾问题的唯一出路。各国需要加强沟通和协调，建立统一的太空垃圾治理标准和行动计划，共同开展太空碎片的监测、预警和清理工作。

只有通过国际合作，才能有效控制太空垃圾的数量增长，维护太空环境的安全。

为了应对日益严重的太空垃圾问题，世界各国都在积极探索各种清理太空垃圾的技术手段。欧洲空间局的ClearSpace-1项目计划发射一颗“清道夫”卫星，捕获一块报废的火箭残骸，并将其带入大气层烧毁。

这是人类首次尝试主动清理太空垃圾的任务，具有重要的示范意义。

英国萨里大学的RemoveDEBRIS项目则测试了“网”和“鱼叉”等捕获太空垃圾的技术。这些技术就像太空中的“渔夫”，利用网或鱼叉捕获目标碎片，然后将其拖拽到大气层烧毁，或者将其送入“垃圾场”轨道。

除了这些已经进行测试的技术，科学家们还在探索更多创新的清理方法，例如激光清理、太空拖船、电动力绳等。这些技术手段各有优劣，需要根据具体情况选择合适的方案。

太空垃圾的治理是一项长期而艰巨的任务，需要全人类的共同努力。未来，我们需要进一步加强国际合作，共同制定太空垃圾治理的国际规则，推动太空垃圾清理技术的研发和应用。

同时，我们也需要从源头上减少太空垃圾的产生。这需要改进航天器的设计和制造工艺，提高航天器的可靠性和使用寿命，减少航天器解体和爆炸的风险。

此外，还可以通过制定更严格的航天活动规范，限制太空垃圾的产生。

太空探索是人类文明进步的重要标志，而太空垃圾问题则是我们面临的一项严峻挑战。只有通过共同努力，我们才能有效控制太空垃圾的数量增长，维护太空环境的安全，为人类的太空探索创造更加美好的未来。

结语

从“天宫”空间站的遭遇，我们看到了太空垃圾问题的严峻性和紧迫性。中国航天部门在空间站安全防护方面采取的多重保障措施，展现了中国航天技术的进步和对航天员安全的重视。

然而，太空垃圾的治理并非一国之力所能完成，需要全人类的共同努力。我们期待着未来能够出现更加有效、经济的太空垃圾清理方案，让太空这片人类共同的财富，永远保持清洁和安全。