文 | 馮律講法
編輯 | 馮律講法
今年的四月,對中國人來說,是一個相當難忘的月份,萬衆矚目的神舟十八号飛船于4月25日晚八點59分,終于準時升空。
從2003年10月15日第一艘載人飛船神舟五号成功發射,到今天神舟十八号飛上藍天,中國載人航天工程取得了讓世界矚目的進步。
這是航天員和科研人員共同努力的結果,每次發射飛船後,科研人員就會總結經驗,排查問題。
就比如這次,在神舟十八号發射之前,葉光富、李聰、李廣蘇三名宇航員就接到了一個相當特殊的任務,那就是給大陸空間站的外殼安裝更多的裝甲。
在太空航行期間,三名宇航員需要進行兩到三次的出艙行走,目的就是增強大陸空間站對空間碎片的防護能力。
說到這裡,可能大家有疑問,大陸空間站是在2022年建成的,為什麼才過了兩年就要安裝新的裝甲了?難道是空間站上出現了問題?
中國空間站
其實空間站的現狀和大家猜想的差不多,從建成到投入使用,大陸空間站的第一個艙段天和核心艙,已經遭受到了多次撞擊,罪魁禍首則是空間碎片。
那麼,什麼是空間碎片呢?其實說起來,空間碎片的來源還是和人類有關。
在人類多年來的航天工作中,産生了許多由太空監測器、衛星、火箭、航天飛機以及其他人造物體組成的空間碎片。
這些碎片大都是因為碰撞或者遺棄所産生的,這些空間碎片在太空中以極高速度飛行,具有強大的動能。
這也就意味着,在航天飛機、空間站等太空設施執行任務時,高速飛行的空間碎片有很大機率會通過撞擊的方式對其造成破壞。
因為,為了防止空間碎片對太空設施産生影響,國際社會采取了一系列措施,比如改變軌道,提高航天器的再入能力等等。
當然,減少太空設施在執行任務時産出的空間碎片,也是一種從源頭上減少空間碎片的有效方法。
根據歐洲航天局空間碎片辦公室2023年公布的統計資料來看,如今太空中的衛星數量約為9610個,除去已經停止運作的衛星FF0還剩下大約6800個。
其中,空間碎片的數量約為32680個,然而,這隻是被空間監測網絡所跟蹤的空間碎片數量,還有許多微小的空間碎片沒有被記錄在内。
如果放任不管,那麼這些時速高達每秒16公裡的空間碎片無疑會對航天設施造成危害,甚至會影響到宇航員的生命。
當宇航員在遠離地球的太空中行走或者執行航天任務時,這些高速運作的空間碎片可能會對航天員的航空服造成撞擊,并對航天員造成傷害。
而對于國際空間站來說更是如此,就比如在2021年時,國際空間站加拿大建造的機械臂上就曾出現過一個由空間碎片撞擊造成的小洞。
不過随後加拿大航天局在派出宇航員對該小洞進行檢查後表示,裝置可以正常運作,并未造成嚴重影響。
而這一事件也給全世界敲響了警鐘,國際上也開始愈來愈重視對空間碎片的處理了。那麼,大陸又是如何解決此事的?
神十八的特殊任務
2024年4月25日晚八點五十九分,神舟十八号正式升空,據央視新聞報道,這次神舟十八号有幾個特殊任務。
幾名宇航員需要在太空中駐留六個月的時間,并且在這裡開展科學與應用試驗,與此同時,他們還需要進行空間站空間碎片防護裝置的安裝任務。
在早些時候,神舟十八号還未升天時,大陸的空間站天和核心艙太陽翼電纜就被空間碎片擊中,導緻天和核心艙的供電能力受損。
而後來,在神舟十七号宇航員和地面人員的配合下,通過艙外維修的方式,使天和核心艙恢複了供電能力。
有人說,我們的空間站就像是在槍林彈雨中飛行。這個說法雖然有些誇張,但是卻很形象地說出了空間站面臨的問題。
這次神舟十八号的宇航員在太空期間,需要進行兩到三次的出艙,給空間站增加防護裝甲。
這些防護裝甲采用了玄武岩纖維布填充,這種結構可以有效降低空間碎片的速度,并且使空間碎片破碎、融化甚至是氣化。
這就相當于為天和号空間站增加了一層防護裝甲,使得天和号空間站可以防護直徑高達6.5毫米大空間碎片的高速撞擊。
而除了為天和号空間站增加防護裝甲外,國際上還通過以下三種方式來解決空間碎片。
第一個就是減少空間碎片的産生,近年來,随着國際上對空間碎片越來越重視,研發人員在後續航天器的設計中,也盡可能地使用可降解材料。
并且減少廢棄物的産生,将廢棄物帶回地球,移到安全軌道等等。
第二種方式就是國際上也在逐漸加強對空間碎片的監測和追蹤,尤其是大型空間碎片,更是監測的重中之重,可以幫助航天器有效地避開風險。
第三種就是定期對空間碎片進行清理,不過由于太空的複雜性,這種處理方式的困難程度也可想而知。
一般來說,常見的空間碎片清理技術主要包括三種,分别是雷射照射、推理技術以及吸附技術。但是到目前為止,這些技術依舊處于理論階段,但相信在不久的将來,太空将不再遙遠。
資訊來源:
“80後三人組”明天出征!神十八任務看點速覽——2024-04-24 11:48·紅星新聞.
神舟十八号載人飛船上,有着上海矽酸鹽所研制的多種關鍵塗層與材料——.2024-04-25 22:46·上觀新聞.
空間碎片現狀與挑戰——國家無線電監測中心福建監測站.
玄武岩纖維化身為“天和号”空間站的“護身服”——高科技纖維與應用. 2022,47(02)