太空碎片为何会影响宇航员“回家”？

11月5日，中国航天工程办公室发布消息称，神舟二十号载人飞船疑似遭到小型空间碎片撞击。影响评估和风险评估正在进行中，原定的返回任务已被推迟。太空碎片——以接近第一宇宙速度飞行的“太空子弹”，成为全球太空任务中不可忽视的威胁。他们从哪里来？为什么这会影响宇航员的返回？什么是太空碎片？空间碎片是指所有已进入轨道但发生故障、失控或不再发挥作用的人造物体及其碎片。航天科技集团五院空间防护设计师严军表示，空间碎片实际上是人造的，主要有以下几种：一是过期卫星。 2. 运营碎片。例如，在太阳能电池板部署过程中，一些爆炸螺栓会掉落。这些都是作品产生的遗迹。3、宇宙中的一些碰撞，或者气瓶、电池爆炸产生的碎片。一些在轨卫星会自行爆炸，坠落并产生大量碎片。 4、固体火箭发动机发射时携带大量颗粒碎片。自1957年第一颗人造卫星发射以来，空间碎片呈现快速增长趋势。数据显示，到2024年，地球轨道上可连续监测的大型空间碎片将超过44000个。对航天器构成潜在威胁的尺寸大于1厘米的空间碎片估计超过100万个。南京航空航天大学航空航天学院教授温鑫打了个比方：如果高速公路上发生事故，就会有拖车来拉事故车，但低轨没有使用了60多年的“高速公路”，更没有拖道。清理车道。太空碎片有多好？不要低估太空碎片的力量。这些碎片的行进速度通常接近初始宇宙速度（约 7.9 公里/秒）。它们的动能巨大，撞击的破坏力不容小觑。国家空间探测技术首席科普专家庞之浩表示，空间碎片的高速碰撞会产生严重的破坏性影响。毫米级碎片：可能划伤航天器的舷窗和太阳翼，导致透光率降低或供电效率受损；厘米级破片：可直接击穿航天器外壳，击穿油箱、管道等关键部件，造成泄漏或爆炸。即使没有完全穿透，撞击产生的冲击波也会损坏内部精密仪器，对导航、通讯等系统造成影响发生故障。对宇航员的威胁：对于在太空中行走的宇航员来说，他们几乎没有针对太空碎片的保护。即使是直径0.1毫米的超细碎片也能穿透宇航服的保护层，对宇航员造成伤害。对航天器的威胁：如果被碎片击中失去压力，舱内宇航员的生存也有直接危险。在轨卫星和空间碎片（3D图像） 中国如何避免空间碎片？主动回避主要靠快速“闪避”：对于10厘米以上的大型碎片，通过跟踪、预警、变轨等方式实现“闪避”。中国空间站已多次成功实施主动规避。但想要快速“闪现”却并不容易。你需要建立一个完善的空间碎片化系统。电影监视和预警网络。每次避让都需要精确的计算，以最小的油耗达到最大的避让效果，同时减少对车辆的影响太空任务。被动防护：为航天器穿上“铠甲”——采用多层复合结构加强密封舱等关键区域的防护，对太阳翼等大型部件采用冗余设计。面对更多、更小、难以捕捉的小型空间碎片，被动防护是首要应对措施。中国空间站的各舱在出厂时已具备大部分防护功能，但为舱外管道、设备、设备和实验装置设计的防护装置仍需要航天员在舱外安装。 2024年5月28日，神舟十八号乘组首次完成防护装置安装。截至神舟二十号乘组离开空间站时，中国航天员已在空间站外七次安装空间碎片防护装置，为天河空间站外的许多重要管道、部件和设施提供了保护。e模块和问天、梦天实验模块。万一发生车祸，如何“掩盖真相”？科研人员为空间站设置了“掩护技巧”：利用空间站上部署的舱内撞击和泄漏跟踪定位系统，结合相应的应急预案和应急响应系统，可以大大提高宇航员处理错误的效率。宇航员可以通过舱外检查、热控系统监测、电路测试等方式快速搜索受损区域，并在地面引导下进行结构加固、线路更换等操作。 2024年3月2日，神舟十七号航天员在出舱活动中完成了天河核心舱太阳翼的维修工作，消除了太空小颗粒撞击造成的早期影响。这是中国航天员首次完成舱外维护任务轨道航天器的 AR 设施。值得一提的是，中国空间站安装的柔性太阳翼在设计时考虑了小颗粒的影响，采用模块化的方式设计。它们由许多独立的太阳能电池组成。即使其中之一损坏，也不会影响整体供电。宇航员安全返回。研究神舟二十号飞船返航全过程有两个主要节点。主要有两个节点：一是变轨、分离节点。为了让返航过程更加便捷，只有中间返回舱位置才能将三名宇航员带回家，而推进舱和轨道舱在返回过程中是分离的。第二个是进入环境的点。中央返回舱的位置进入环境后会是一个大火球，高温高热，所以耐压和气密性必须非常好。这也保证了我们三名宇航员的安全。我们还需要等待一段时间。 “推迟返回任务”的决定，是为了最大程度地保证航天员的健康安全和任务的成功。北京大学地球与空间科学学院教授焦伟新表示，空间碎片的成本相当大，尤其是错误的影响难以避免。例如，航天飞机进入轨道飞行两周，严重时会出现90多处疤痕。关键是冲击情况，返回舱是否有泄漏，泄漏是否严重，因为我们的返回舱一般都有防护装置。只要有一丝泄漏，我们就能看到。所有设备都可以看到。神舟二十号的推迟，既是对我国应急能力的实际考验，也体现了“以人为本”的核心价值观。正如一位网友所说：“延迟并不重要，安全最重要。”我们期待神舟二十号航天员顺利返回！ 来源：科技日报、央视新闻、新京报、新京报、中国载人航天微信公众号、江苏新闻、人民日报海外版 编辑：高鑫 主编：吴光良 最终点评：廖毅 返回搜狐查看更多