神舟十九号,又一次叩响天门。三位航天员蔡旭哲、宋令东、王浩泽肩负重任,驶向中国空间站。
此次他们是带着一项艰巨的任务,要知道我国空间站多次遭遇撞击事件,而前段时间根据中国载人航天工程方面发布的消息,当前已经锁定了撞击空间站的真凶,这一次宇航员们的任务就是给中国空间站加“金钟罩”!
火箭发射
太空碎片:悬在头顶的“达摩克利斯之剑”太空碎片,并非如其字面意义般“碎片化”,它涵盖了从火箭残骸、报废卫星到航天器零部件等各种人造物体,尺寸从几毫米到数米不等。
它们如同幽灵般在地球轨道上游荡,数量惊人且不断增长,据估算尺寸大于10厘米的碎片已达3.6万个,1到10厘米的碎片更是高达百万,而小于1厘米的碎片更是以亿计。
太空碎片
这些碎片的来源复杂多样,既有航天器发射失败的残骸,也有人造卫星退役后的“遗体”,更有航天器在运行过程中脱落的零部件,甚至包括油漆碎片等微小颗粒。
近年来,商业航天活动的兴起,进一步加剧了太空碎片的增多,SpaceX的“星链”计划,旨在发射数万颗卫星构建全球互联网星座,也引发了对太空碎片问题的担忧。
太空碎片
地球轨道,特别是近地轨道,就像一条拥挤的高速公路,充斥着各种运行的航天器和数不胜数的太空碎片,不同的是高速公路上有清障车及时清理事故车辆,而太空却缺乏有效的清理机制。
这使得太空碎片持续累积,对在轨航天器构成越来越大的威胁,Intelsat33e高轨卫星的解体事件再次敲响了警钟,57块碎片的产生不仅对其他卫星运营商构成威胁,也加剧了太空环境的复杂。
太空碎片
太空碎片的威胁,并非危言耸听,1996年,法国CERISE卫星被碎片击中,导致主要天线损坏;2009年,铱星33号与俄罗斯废弃卫星相撞,产生数千碎片,至今仍在轨道上高速运行。
这些案例表明,即使是微小的碎片,在高速运行下也具有巨大的破坏力,太空碎片的运行速度高达每秒7800米,相当于步枪子弹出膛速度的十倍以上。
太空碎片
即使是几毫米的碎片,在如此高速下撞击航天器,也足以造成严重损害甚至导致航天器解体,面对太空碎片的威胁航天器并非束手无策,目前主要采用两种防御手段:主动规避和被动防护。
主动规避是指通过地面监测系统对太空碎片进行跟踪,预测其轨道,并在必要时调整航天器轨道以避免碰撞,但由于碎片数量巨大,尺寸较小的碎片难以追踪,主动规避的有效性受到限制。
太空碎片
被动防护则是在航天器关键部位安装防护层,以抵御碎片撞击,但这并不能完全消除风险,而且会增加航天器的重量和成本。
神舟十九号:为空间站打造“金钟罩”此次神舟十九号任务,肩负着为空间站安装空间碎片防护装置的重要使命,这并非简单的“加装护甲”,而是针对当前严峻的太空碎片环境,对空间站防护能力的进一步提升。
太空碎片
航天员们将在舱外作业,为关键设备加装防护板,强化其抵御微小碎片撞击的能力,除了被动防护,中国空间站还采取了主动规避和应急处置等措施,构建起多层次的防护体系。
主动规避方面,中国已建成具有完全自主知识产权的天基空间环境探测系统,能够更精准地监测和预警太空碎片,为空间站的变轨规避提供更可靠的数据支持。
太空碎片
应急处置方面,航天员们接受了严格的训练,能够在空间站发生泄漏等紧急情况下,迅速采取堵漏措施,最大限度地保障自身安全。
此外地面还配备了应急救援飞船随时待命,一旦发生极端情况,可以迅速发射,将航天员安全送回地球。
太空碎片
太空碎片清理,并非中国一家之事,而是全球共同面临的挑战,多个国家和地区已经启动相关项目,探索清理太空碎片的技术方案。
欧洲空间局的ClearSpace项目,计划发射航天器捕获太空碎片,并将其带回大气层烧毁,该项目旨在验证太空碎片主动清除技术的可行性,为未来大规模清理行动积累经验。
太空碎片
另一个由英国萨里大学主导的RemoveDEBRIS项目,则试验了使用“网”和“鱼叉”等工具捕获太空碎片,这些技术展现了在太空中清理垃圾的可能性,但仍面临诸多挑战。
例如“网”捕获技术需要精确控制,避免“网”缠绕在其他航天器上;“鱼叉”捕获技术则需要克服碎片旋转和翻滚带来的困难。
中国空间站
这些技术方案的探索,体现了人类应对太空碎片挑战的决心和智慧,但要真正实现太空垃圾的有效清理,仍有很长的路要走,技术上的挑战、高昂的成本以及国际合作的复杂都是摆在面前的难题。
全球合作:构建太空“命运共同体”面对日益严峻的太空碎片问题,国际合作显得尤为重要,加强轨道信息共享、共同制定太空碎片减缓和清除指南、开展技术合作与交流,都是构建太空“命运共同体”的关键步骤。
目前各国在轨道信息共享方面已取得一定进展,但仍需进一步加强协调,提高信息透明度和及时性。
太空碎片
在太空碎片减缓和清除方面,需要制定更具约束力的国际规范,明确各国的责任和义务,共同维护太空环境的清洁和安全。
各国需要在太空探索的战略目标、技术路线、伦理规范等方面加强沟通和协调,避免太空军事化和商业竞争加剧太空碎片问题。
太空碎片
建立一个公平、合理、可持续的太空秩序,需要各国共同努力,凝聚共识,形成合力,清理太空垃圾,不仅需要技术突破,更需要巨大的资金投入,谁来承担这笔费用,成为一个棘手的问题。
一些人认为,产生太空碎片的国家或机构应该承担主要责任,但如何界定责任、如何分配成本,仍存在争议。
太空碎片
也有人提出,可以建立国际基金,由各国共同出资,用于太空垃圾的清理,但如何管理和使用这笔资金,如何确保公平公正同样需要深入探讨。
清理太空垃圾,是一项全球性的公共事业,需要各国共同承担责任,这不仅关乎航天事业的可持续发展,更关乎人类共同的未来。
太空碎片
各国需要从长远利益出发,摒弃狭隘的国家利益和商业利益,以更开放、包容的态度参与国际合作,共同应对太空垃圾这一挑战。
太空碎片,是人类探索宇宙的副产品,也是对人类责任感和智慧的考验,我们不能只顾着向太空发射航天器,而不顾太空环境的清洁和安全。
太空碎片
只有通过技术创新、国际合作和责任担当,才能有效应对太空碎片的挑战,确保航天事业的可持续发展。从神舟十九号的任务,我们可以看到中国在应对太空碎片挑战方面的努力和决心。
我们也期待着,在全球各国的共同努力下,能够构建一个更加安全、清洁、和谐的太空环境,为人类探索宇宙、共享未来创造更美好的条件。
太空碎片
参考信源:
太空碎片数以亿计,今天神十九出发去给空间站装“金钟罩”——湖南日报2024-10-30