?——【·前言·】——?
神舟二十號本應凱旋,卻突發推遲返回通告,官方證實飛船疑遭空間微小碎片致命撞擊,這些看不見的“太空子彈”,速度高達每秒15公里,能瞬間汽化金屬。
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航天員生命危在旦夕,一場無聲的太空危機正上演,牽動全國,英雄們能否平安歸來?
太空碎片的威脅
神二十原本計劃十一月五號返回,可航天器疑似遭到太空微小碎片撞擊,返回時間只能推遲,具體什么時候回來還沒定,這可不是科幻小說里的情節,而是真實存在的航天威脅。
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這些碎片的速度遠超槍彈的速度,威脅極大,即使是直徑僅0.5厘米的小碎片,撞擊時產生的高壓足以摧毀航天器的結構,甚至引發材料的開裂和超高溫等離子體的形成。
而且太空碎片的數量非常龐大,雖然大于10厘米的碎片有約3萬個,地面雷達能夠監測并避免它們的撞擊,但真正的威脅來自于那些小于1厘米的微小碎片。
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這些太空碎片沒法用現有技術監測,數量已經超過 1.28 億個,全部分布在地球軌道上,它們湊在一起形成一層看不見的 “彈雨”,所有在軌航天器都被這層風險牢牢覆蓋。
這些微小碎片大多來自失效的航天器,或是火箭殘骸分解、碰撞后產生的碎塊,隨著全球衛星越發射越多,尤其是星鏈這樣的大型衛星項目推進,太空中的碎片數量也在一個勁地增多。
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預計到2030年,軌道上的衛星數量將從當前的2.4萬顆增長至7萬顆,太空將更加危險,國際空間站和中國空間站的設備已多次遭遇這些碎片的襲擊,甚至發生過機械臂和太陽翼被擊穿的事件。
2022年,俄羅斯的聯盟MS-22飛船就因為一個0.8毫米的碎片被擊穿,導致飛船冷卻系統泄漏,無法按計劃載人返回,俄方只能在兩個月后發射一艘新的飛船,才把被困的航天員接了回來。
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中國航天的硬抗哲學
太空中的微小碎片威脅到處都是,根本躲不開,要應對這些避不了的 “彈雨”,中國航天的首道防線沒玩復雜的,全靠一套巧妙的防護設計,硬生生把可能的撞擊硬扛下來。
這種“硬扛”并非簡單的物理抗力,而是通過精心設計的物理結構,逐步將沖擊力分散,確保航天器的安全。
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飛船的外殼裝了種叫 “惠普爾盾” 的多層防護結構,這層殼看著平平無奇,實則藏著多重設計巧思,能把太空碎片撞來的巨大沖擊力分散開,還能牢牢吸收掉,不讓沖擊力傷到飛船內部。
其工作原理可以稱為“以碎制碎”,最外層是鋁制的屏障,它的主要任務并不是直接阻擋碎片,而是主動迎擊它們,將高速飛行的碎片撞成更小的碎屑。
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這些碎屑接下來穿過一個中間的間隔層,在這個過程中,碎片的能量和速度被大大減弱和分散,最終,剩余的能量到達飛船的內壁時,已大大降低,幾乎無法再造成致命傷害。
通過用外層“犧牲”的保護層換取核心艙室的安全,整個飛船就能在面對太空碎片的威脅時保持完整,中國空間站的防護更為嚴密。
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它的填充式防護層由玄武巖和芳綸復合材料構成,這種材料本事不小,能很好地緩沖撞擊帶來的力量,還能吸收大部分能量,相當于給空間站穿了層 “防彈衣”。
除了本身的防護結構,空間站還在不斷升級保護措施,航天員在執行出艙任務時,會定期對關鍵的管路和設備進行加固和“打補丁”,進一步提升防護能力。
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來自中國的安全感
再安全的航天設備也可能出意外,俄羅斯聯盟號的情況就是證明,那要是最壞的情況發生,飛船沒法安全返回,該怎么辦?
這正是中國載人航天安全理念的第二大核心 ,一套反應快、一直在線的救援體系,我們的辦法叫 “發射一發,備份一發”,這是固定的備份設計,不是臨時安排。
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就拿神舟二十號來說,它在太空執行任務期間,地面上的神舟二十一號飛船和搭配的長征 2F 火箭,早就做好了待命準備。
它們不是零散的零件,而是組裝好、加滿燃料,隨時能升空的救援工具,專門用來接航天員回家,這讓人想起2003年美國 “哥倫比亞” 號航天飛機的悲劇。
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當時航天飛機起飛時,隔熱瓦被損壞了,返回地球時直接解體,7名航天員全部遇難,事后分析說,要是當時能發射另一架航天飛機去救援,悲劇或許能避免。
這個 “要是”,在中國航天這里變成了 “一定能做到”,我們的應急發射能力,是這套救援體系的底氣,正常情況下,一次載人發射要準備45天。
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但遇到緊急情況,這個流程能壓縮到8.5天以內,極端情況72小時就能完成所有準備,一周內就能點火升空,這個速度在全球載人航天領域是頂尖的。
這種快速響應的能力,意味著航天員的安全保障,已經從 “盼著飛船不出事”,升級到 “就算出事也有靠譜后路”。
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不管太空遇到什么突發狀況,地面都能迅速啟動救援,讓航天員有足夠的安全保障,這也是中國航天一直堅守的安全原則。
中國空間站為航天員安全護航
有了地面快速救援的保障,航天員在太空等救援時,會不會像電影里那樣缺東西、心里慌?
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答案是完全不會,因為中國載人航天的第三重保障,就是把空間站打造成了夠安全、夠舒適的落腳地,等待救援的這段時間,航天員根本不用慌,能從容等著。
第一是空間站空間夠大,設計的時候就考慮到能讓6人長期住,不只是短期交接時湊活一下,天和核心艙和問天實驗艙各有3個獨立臥室,一共6個 “單間”,供氧這些生活保障系統,都能滿足6人長期住的需求。
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美國波音 “星際客機” 曾發生故障,導致兩名航天員在空間站待了 8 個月,最終得依賴 SpaceX 的飛船才能返程,和這個情況比起來,我們的航天設計顯然更周全。
再就是物資準備得足,我們采用的是多備不少物資的策略,天舟貨運飛船每次運上去的東西,都比當前航天員需要的多很多。
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比如3名航天員,會準備夠9個月用的物資,這種看著像 “浪費” 的做法,到了緊急時候就特別管用,就算救援的航天員來了,空間站的物資也夠?,大家都能安心等。
神舟二十號這次推遲返回,正好檢驗了 “堅盾、快援、穩港” 這三重保障,向世界證明我們不光能把人送上天,還能安全接回來,不過太空環境越來越差,只靠防御和救援不夠,不如主動解決問題。
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據悉,中科院牽頭的 “天基激光清除系統” 項目,已經做完了原理驗證,它的作用是用高能激光照射空間碎片,讓碎片表面氣化產生推力,引導碎片墜入大氣層燒掉。
這說明中國航天正從 “被動防御” 變成 “主動清理太空垃圾”,這次推遲返回既是對現有體系的實戰演練,也能為未來更智能、更主動的防護技術提供數據,最終只會讓人類航天事業飛得更高、更遠,也更安全。
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參考資料
紅星新聞
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