记者从中国载人航天工程办公室了解到,2025年11月5日,原定当日返回地球的神舟二十号载人飞船,因疑似遭空间微小碎片撞击正在接受影响分析与风险评估,返回任务已紧急推迟。
当我们仰望星空,或许会感叹宇宙的浩瀚与宁静。然而,肉眼不可见的近地轨道,正变得日益拥挤和危险。无数由人类活动产生的“太空垃圾”——即空间碎片,正以惊人的速度呼啸而过。它们是悬在现代文明头顶的“达摩克利斯之剑”,正对我们赖以生存的卫星网络、空间站乃至航天员的生命安全构成严峻威胁。
太空高速公路上的“隐形杀手”
空间碎片,俗称“太空垃圾”,指的是在轨运行但已失效的人造物体,从报废的卫星、火箭残骸,到碰撞产生的微小颗粒和剥落的漆皮。别看它们最小的比芝麻还小,地球轨道上这类碎片已达数亿级别,而直径1厘米以上的“潜在有害”碎片更是超百万个。空间微小碎片比子弹速度还快,因此对航天器威胁特别大。
(图源:视觉中国)
全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩在接受采访时,曾对这种危险发出了严正警告:“对于在太空行走的航天员来说,他们对空间碎片几乎没有防护能力。哪怕是直径0.1毫米的超细碎片,也可能穿透航天服的防护层,造成航天员受伤。”他进一步指出,即使航天员身处航天器内也并非绝对安全,“如果航天器被碎片撞击失压,舱内航天员的生命安全也将直接受到威胁。”
更令人担忧的是被称作“凯斯勒综合征”的雪崩效应:当碎片密度达到临界值,一次碰撞会产生大量新碎片,新碎片又引发更多碰撞,最终可能在短时间内彻底锁死近地轨道,让人类“作茧自缚”。
如何看清数以亿计的“微尘”?
面对这个遍布轨道的“雷区”,人类首先要做的就是“看见”威胁。庞之浩告诉记者,预报空间碎片撞击风险,目前主要依靠先进的监测技术和数据分析模型。
庞之浩介绍了两类主流的预报技术:“一是光学观测技术,利用望远镜和相机捕捉碎片反射的太阳光,这适用于高轨道碎片的探测;高精度光学系统结合图像处理技术,可分辨直径10微米以上的微小碎片。”
“二是雷达监测技术。”庞之浩说,“通过发射电磁波并接收反射信号,探测空间碎片的位置和速度。该技术具有全天候、远距离探测能力。例如,美国空间监视网络,可探测到直径大于10厘米的碎片。”
近年来,这些技术还在不断进步。庞之浩提到,激光雷达技术正被用于提供高时间分辨率,实时更新碎片位置;多传感器融合技术则开始整合雷达、光学等数据,形成互补监测网络,以消除单一传感器的局限性;而碰撞概率分析技术则通过设置合理阈值,帮助航天器更高效地决策是否规避,减少“虚警率”。
如何拆解这些“轨道炸弹”?
“看见”碎片只是第一步,如何应对才是关键。庞之浩将其总结为主动规避、被动防护以及碎片清除等多种手段的结合。
“处理空间碎片撞击风险的技术有多种。”庞之浩说,首先是“躲”,即主动规避,他解释道:“对于尺寸超过10厘米的较大空间碎片,航天器倾向于主动实施轨道规避。”
其次是“扛”,即被动防护。面对海量的、难以观测和规避的小型、微型碎片,航天器主要采用被动防护手段,例如国际空间站就安装了多层特殊的“防弹衣”来硬扛冲击。
但“躲”和“扛”终究治标不治本,要根本解决问题,必须主动“打扫”太空。庞之浩介绍,科学家们正在不断探索多种“主动清除”技术,如“激光烧蚀、太空拖网、机械臂捕获、离子束偏转、电磁吸附清除”等。
最后,他强调了源头控制的重要性。现代航天器在设计上就充分贯彻了防控理念,例如采用防爆燃料贮箱、减少外露部件,“从源头上减少空间碎片产生。”
太空不是一个无限大的垃圾场。每一片碎片的背后,都关系到我们现代生活的安全和人类文明的未来。处理空间碎片是一场与时间的赛跑,它需要全球的协作、技术的创新和长期的坚持。只有我们维护好太空环境,才能确保后代依然拥有探索星辰大海的权利。
来源: 北京科技报
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