11月4日,神舟二十號機組成員完成了太空任務交接儀式,按照預案,神舟二十號機組成員將于11月5日返回地球,目前地上各部門正在緊鑼密鼓的做著準備工作,準備迎接神舟二十號成員回家。
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但就在這一時刻,神舟二十號卻發生了意外情況,為了保障機組成員的安全,一開始定下的返航任務被取消,那么太空碎片究竟有多可怕,為何神舟二十號既定的人務在碰上它以后都必須要推遲?
一、
11月5日,相關部門宣布神舟二十號在太空中與微小碎片產生了撞擊,目前正在評估本次撞擊帶來的影響和未來的風險,為了確保飛行員的生命安全以及保證本次載人航天任務順利完成,原定于5日的返回任務臨時取消,返回時間將再行評估后宣布。
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耽誤神舟二十號航天員們回家的罪魁禍首就是空間碎片,當然它還有一個更通俗的名字——太空碎片。
太空碎片就是指人類在歷次太空探索活動中遺留下的廢物,主要由衛星,宇宙飛船、火箭等的碎片構成;其次就是航天員在執行相關活動操作后遺留下來的廢棄物;最后就是宇宙中的航天器互相碰撞后產生的碎片。
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人類航空活動產生的廢棄物往往會漂浮在地球外的大氣層上,數量眾多、難以追蹤且極難清理,據專家測算,目前太空中有兩萬余枚直徑超過10厘米的碎片,而直徑小于10厘米的則有幾十萬,至于1厘米以下的極微小碎片就更多,據測算,這類碎片的數量或達1億。
這些太空碎片看起來雖小,但可造成的破壞力卻極為驚人。
其一,太空碎片在宇宙中具有極高的運行速度,而高速度必定會帶來巨大的動能,所以即使是一顆微小的太空碎片,只要其撞上了在太空中的衛星都會對其造成致命的破壞。
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其二,對于在航天員來說,他們對這些漂浮的太空碎片也毫無招架之力。即使是直徑小于1厘米的小碎片都可以直接穿透航天員的宇航服,從而導致航天員受傷;而由于太空碎片的高動能,一旦其撞上了空間站或是載人飛船,都極易造成嚴重的安全事故,艙內航天員的生命也無法得到保障。
而國際空間站就位于離地球400公里的太空軌道上,而這片區域也是太空碎片的密集地,為了保障設備的安全,不使設備直接對上大量的碎片,國際空間站每年都需要根據碎片的軌跡進行變化,雖然麻煩,但保障了工作任務和空間站的設備安全。
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其三,當太空中的空間碎片越來越多時,它們就不可避免的產生新的撞擊,從而產生越來越多的太空碎片,就此也會在太空軌道上形成一片“碎片云’,徹底阻斷人類進入太空的通道,影響人類的太空進程,這就也是著名的凱斯勒效應。
二、
太空碎片造成的危害極大,但是專家們也一直在想辦法降低太空碎片所帶來的風險,現在流行的方法就是主動避讓、防護以及碎片清理三種手段。
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所謂預防大于一切,目前人類的太空活動中最主流方法的就是及時避讓太空碎片,而要避讓太空碎片就需要及時防御,目前目前預報太空碎片撞擊的主要有兩種方法。
其一是光學觀測。太空望遠鏡等光學設備可以捕捉到碎片折射的光線,利用先進的分析處理技術,可以分辨出直徑10微米以上的微小碎片,同時經過多軌道檢測后可以及時分析碎片軌跡,保障軌道的安全。
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另一種就是雷達檢測。通過向太空中發射電磁波并通過分析反射的信號,可以及時發現太空碎片的位置,且高分辨率的雷達探測精準度也得到了相應的提升。
而被動防護技術就是指提升航天器的結構以及材料,這樣即使被太空碎片擊中,也只會損傷航天器的外部,不會對其內部造成影響,這一技術主要是用來應對難以發現的微小型太空碎片,我國的神舟十八號在去年就完成了防務裝置的安裝任務,截至當前,我國航天員已經累計完成了八次空間碎片防護裝置工作,為我國的航天器安全再添上了一層保障。
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當然,防護只是一種,如果能主動的清除太空碎片自然更好。當前也有一些國家在研究這類技術,例如激光燒灼、太空拖網、電磁吸附等都是目前較為主流的清除方式。
三、
目前,神舟二十號飛船因為太空碎片的因素還在宇宙中滯留,航空專家緊鑼密鼓的評估返航風險,如果神舟二十號被認為難以承擔返航任務,我方也會緊急啟動第二方案,派出新的載人航天器將神舟二十號機組成員接回,而承擔該任務的就是神舟二十二號。
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據悉,神舟二十二號飛船已經處在了準備狀態,可以隨時飛上太空接回機組成員,相應的方案在此前已經全部準備妥當,航天員們也接受過嚴苛的訓練,所以此次意外只是這次航天任務的一個小插曲,但是也不得不讓人更加重視起太空碎片的問題。
太空碎片都是人類在太空活動中產生的“垃圾”,到了現在,這些碎片已經影響了人類當前的正常太空活動,對未來的太空探索也有害無益,所以人類雖然要探索太空,但同時也要思考該如何解決太空碎片這一問題,現有的躲避太空碎片的方法不能徹底的解決問題,只有解決太空碎片的來源才能真正的規避風險。
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但令人高興的是,目前國際社會已經關注到了太空碎片的風險,目前已經科學家們已經將如何減少太空碎片的產生提上了日程,例如對現有太空器的設備進行升級,不讓大量設備外露,這樣可以大幅度減少太空碎片的產生,此外,“太空墓地”的建設也被提上了日程,退役的太空設備牽引到“太空墓地”,以此減少軌道上的太空碎片,盡可能減少了宇宙中的風險,給未來開辟出了一條平坦的“太空之路”。
總的來說,要解決太空碎片問題不是一朝一夕的,它需要全世界共同努力,一起奮斗。
參考資料
《湖南日報》:今日科普|什么是空間碎片,竟讓神舟二十號推遲返航
《新華社》:神舟二十號載人飛船返回任務將推遲進行
《央視新聞》:丨“太空交接”完成!神二十航天員11月5日返回地球
《封面新聞》:如何防范人類航天活動的“副產品”——空間碎片?丨封面科考隊
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