据中国载人航天工程局消息，神舟二十号载人飞船疑似被一小块空间碎片撞击，目前正在开展撞击分析和风险评估。经调查，为确保航天员健康安全，确保任务圆满成功，决定推迟原定11月5日的神舟二十号返回任务。随着人类太空活动日益频繁，空间碎片问题日益突出。太空碎片是如何产生的？它对航天器构成什么威胁？中国空间站将如何解决“太空隐患”？什么是太空碎片？太空里有很多东西吗？空间碎片是指在轨道上发生故障、失去控制或失去功能的所有人造物体和碎片。主要来源于失效卫星、火箭残骸、爆炸碰撞残骸以及人类活动产生的残骸。实验。如果我们将近地轨道与高速公路进行比较，就会发现越来越多的空间碎片（也称为空间碎片），例如被遗弃在路上的受损汽车。图片来源：央视新闻 航天科技集团五院空间站防护空间碎片设计师杨军表示，空间碎片实际上是人造物体。事实上，空间碎片主要有以下几种： 1. 发生故障的卫星。 2.操作碎片，例如太阳能电池板安装过程中掉落的爆炸螺栓。它们是工作过程中产生的废物。 3.太空碰撞或气瓶、电池爆炸。一些在轨卫星可能会自行爆炸和破裂。 4.固体火箭发动机在发射过程中会产生大量颗粒。图片来源：中国科学院国家天文台 自1957年发射第一颗人造地球卫星以来，空间碎片迅速增加。数据显示，到2024年，将有更多地球轨道上有44,000块可连续追踪的大型空间碎片。对航天器构成潜在威胁的大于1厘米的空间碎片数量估计超过100万个。毫米级或以上的空间碎片总数达数亿个。这些碎片通常处于第一宇宙速度（其移动速度接近每秒7.9公里）。动能巨大，撞击的破坏力不容小觑。与截至2006年的数据相比，小型空间物体（主要是空间碎片）的密度增加了大约五倍。因此，如何提高航天器的防护能力已成为全球航天活动技术研究的重要焦点和方向。尽管大多数太空碎片都很小，但其飞行速度比子弹快 20 倍，对轨道交通构成许多风险。据公开报道，超过16颗卫星拥有m由于碎片碰撞而发生故障。世界各地的卫星每年都会进行 100 多次机动以避免太空碎片。国际空间站总共进行了29次机动以避免与太空碎片相撞。目前，对于大于10厘米的大型空间碎片，航天器通常采用主动规避策略，通过轨道调整来避免潜在的碰撞。多大的碎片会损坏航天器？避免太空碎片有多困难？ “这一小块碎片危害很大，别看它。一厘米的空间碎片就能对航天器造成彻底损坏。”国家航天局空间碎片监测应用中心副主任刘静说。刘静解释说，空间碎片的平均撞击速度为每秒10公里，因此一厘米碎片产生的动能相当于汽车在50至60公里处撞击卫星的动能。每小时。景说，由于这些碎片速度比较快，不同大小的碎片都会对航天器造成损害。具有破坏性的是，较大碎片的撞击将导致航天器破裂并爆炸，导致其结构倒塌。最微小的累积效应会扰乱航天器的性能，导致航天器性能下降和故障。 “目前，在美国等空间碎片监测能力较高的国家，能够全面监测的碎片最小尺寸只有10厘米左右。”刘静说。与此同时，我们还必须警惕太空碎片坠落的威胁。刘静表示，低轨卫星由于大气阻力，高度会逐渐降低，最终会坠落。秋季事件几乎每天都会发生。当大型卫星坠落时，未燃烧的碎片可能会落到地面并伤害地面人员。失去生命和财产。快速避开太空碎片并不容易。有必要建立完善的空间碎片监测预警网络。主动回避机动通常依赖于三个环节的协调。一是始终通过全球协调的监视系统。持续监测空间碎片的位置和轨迹。其次，计算机系统用于预测空间碎片是否可能与航天器相撞，并制定避免碰撞的计划。最后，航天器自身的推进系统会改变轨迹以避免危险的轨迹。每一次回避都需要精确的计算，以最大限度地降低风险。通过最大限度地减少对太空任务的影响，最大限度地减少燃料消耗并最大限度地提高风险。这不仅考验地面控制系统的快速响应能力，也对航天器本身的性能提出了更高的要求。视频来源：新华社 鉴于太空碎片增多。帕主动防护是针对小空间碎片的主要对策，小空间碎片数量多、体积小、不易察觉。所谓被动防护，主要是给航天器增加“屏蔽”，提高其抵抗碎片撞击的能力。此类保护装置一般采用多层复合结构。这包括一个高强度金属外壳、一层吸能材料和一层绝缘阻尼层。保护层的厚度和结构将根据航天器的位置和威胁级别而变化。在与宇航员安全相关的关键区域（例如封闭舱）提供最高级别的保护。适用于具有大表面的结构，例如太阳能翼。由于很难对部件进行全面保护，因此常常采用冗余设计来避免影响整体性能的单点故障。 杨军，空间站空间碎片防护设计师，第五组航天科技大学教授表示，随着材料科学的进步，一些新的方法，比如最初的方法，将逐渐用于空间碎片防护。天宫一号和天宫二号使用技术上称为 Whipple 防护屏的东西，而天宫 2 则由一层金属板保护。但在空间站设计过程中，发现采用这种防护结构设计的空间站达不到设计规范，因此随后决定采用光纤防护罩。这种先进的尺寸与金属材料组合技术将应用于空间站的防护设计中，以确保空间站满足设计要求。近年来，中国空间站不断优化和完善空间站空间避碰预警实施流程，提高空间站主动避碰能力。同时，t科研团队进一步清理了空间站外部易受空间碎片碰撞损坏的脆弱部位，并研发并安装了防护设备进行加固。 2024年5月28日当天，神舟十八号乘组完成第一套防护设备安装，历时约八个半小时。神舟二十号第二次出舱时，航天员已在空间站外部累计安装了七次空间碎片防护装置，保护了天河核心舱、问天实验舱以及蒙天实验舱的诸多关键管道、部件和设施。此外，科研团队还在空间站舱内实施了撞击和泄漏监测定位系统，不断优化和完善空间站压力应急预案。公司研发压力应急系统空间站的 em 使宇航员排除故障的时间增加了五倍。我国还定期在中国载人航天工程网站公布轨道参数，加强国际合作，与世界主要航天国家相关机构建立飞行安全沟通机制，及时交换共享相关信息，共同维护航天器在轨安全。如果太空碎片真的撞击空间站，会发生什么？科研人员已经为空间站建立了“覆盖能力”。综上所述，空间站上部署的座舱撞击和泄漏监测定位系统，结合相应的应急预案和应急响应系统，可以显着提高宇航员故障响应的效率。通过舱外检查、热控系统监测、电路测试等对宇航员造成伤害。可以快速识别位置，并可以在地面引导下进行结构加固或线路更换等工作。国际社会为消除“太空垃圾”做出了哪些努力？如果我发现垃圾堵塞了道路，我可以像在高速公路上那样在卫星服务上请求“拖车服务”吗？为了实现这一愿望，世界航天强国正在积极研究空间碎片清除技术，并提出各自的处置方案。它一般分为两大类。第一种是接触式，例如捕获机械臂或安装脱轨装置，第二种是非接触式，例如使用激光或离子束移动。这两种处置方法的目标相同，即将碎片从当前轨道喷射到大气中，并在大气中燃烧。目前，在从根本上解决各种在轨试验的技术可行性后，对经济可行性的需求越来越大。想象一下，如果“拖带服务”的成本大于卫星相撞风险造成的损失，那肯定没有吸引力。日本宇宙航空研究开发机构2017年发布的空间碎片处理委员会公告明确，除了要求处理系统和重要技术解决方案外，还将要求具有商业化潜力的计划。随着越来越多的航空航天技术公司加入该计划，空间碎片清除的商业前景逐渐变得更加清晰。日本SKY PerfecTV宣布开发出一颗利用激光消除太空碎片的人造卫星，并计划于2026年开始运行。欧洲航天局已投资8600万欧元收购瑞士初创公司Clean Space的服务。计划于2025年发射特殊探测器，以演示和验证清除大型废弃卫星的技术。空间碎片处理不仅是一个新领域航天经济产业的同时，也促进了空间目标获取、高性能、装配控制等高科技技术的发展，为未来大规模空间应用奠定了基础。目前，我国也在积极研发相关技术，《2021中国航天》白皮书将空间碎片处置作为航天经济新业态，国家持续推进航天产业发展，提升规模效率。未来，空间碎片处理的市场价值将越来越凸显，空间碎片处理企业也将成为航天产业链的重要环节。资料来源：国家航天局、新华社、人民日报、央视新闻编辑张彦军 长江纠错