多次撞擊空間站真兇鎖定，神二十已攜帶“裝甲”，為天宮加防護(hù)罩

衛(wèi)星或者空間站運(yùn)行在近地軌道上并不是萬(wàn)無(wú)一失的，歷史上曾多次出現(xiàn)人造衛(wèi)星和空間站被撞擊的事故。而真兇也很好鎖定，那就是“太空垃圾”。

（太空垃圾撞擊衛(wèi)星概念圖）

危險(xiǎn)的太空垃圾

事實(shí)上人類的航天體系發(fā)展到今天，也在地球的近地軌道上留下了特別多的太空垃圾。

截止至2023年12月的時(shí)候，地球近地軌道上的太空垃圾數(shù)量就達(dá)到了大約3.5萬(wàn)件。并且這還是人類能夠觀測(cè)到的，直徑大于10厘米的太空垃圾。

如果是更小的人類無(wú)法觀測(cè)到的太空垃圾，根據(jù)NASA的預(yù)測(cè)，其總數(shù)可能已經(jīng)達(dá)到了1.3億個(gè)。

（太空垃圾的數(shù)量超出了我們想象）

如此龐大的數(shù)量使得近地軌道上其實(shí)相當(dāng)危險(xiǎn)。這些太空垃圾一直在威脅完好的衛(wèi)星或空間站，經(jīng)常性的造成事故。

比如說(shuō)在2013年時(shí)厄瓜多爾發(fā)射了其當(dāng)時(shí)唯一一顆衛(wèi)星“飛馬座號(hào)”，結(jié)果這顆衛(wèi)星剛上天2個(gè)月就遭到太空垃圾撞擊，導(dǎo)致失聯(lián)。

再比如說(shuō)2016年時(shí)國(guó)際空間站艙體的窗戶外層玻璃上突然出現(xiàn)了一圈裂紋，事后經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)這圈裂紋是由太空垃圾撞擊引起的。

（國(guó)際空間站窗戶上的裂紋）

這些太空垃圾不僅多，而且非常危險(xiǎn)。

就以國(guó)際空間站2016年發(fā)生的這起事故舉例，事后經(jīng)過動(dòng)能計(jì)算，科學(xué)家們認(rèn)為當(dāng)時(shí)撞擊國(guó)際空間站的太空垃圾，可能是一片直徑僅千分之一毫米的金屬碎片。

如果是一枚直徑超過1厘米的太空垃圾，那么它有可能直接撞穿國(guó)際空間站的艙體，直接撞一個(gè)洞出來(lái)。

如果是一枚直徑10厘米的太空垃圾，那其就有能力直接撞碎一個(gè)大體量的衛(wèi)星了。

（直徑10厘米的太空垃圾就足以撞碎大型衛(wèi)星）

和我們?cè)诘厍蛏弦姷降母鞣N石塊、金屬碎片不同的是，這些太空垃圾受地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的慣性影響會(huì)有特別大的速度，最低速度都有每秒7.8公里，快的甚至能達(dá)到每秒15公里。

當(dāng)太空垃圾的速度低于每秒7.8公里時(shí)，其就無(wú)法和地球引力形成平衡，會(huì)墜入地球大氣層。

這也就導(dǎo)致地球近地軌道上的太空垃圾最低的速度，都不會(huì)低于每秒7.8公里。

（太空垃圾的速度很快）

相比較之下，步槍子彈射出去的槍口初速也才每秒1000米左右。也就是說(shuō)，這些太空垃圾的速度最低都是步槍子彈最大速度的7~8倍。

更快的速度產(chǎn)生了更快的動(dòng)能，所以太空垃圾的破壞力自然也遠(yuǎn)超我們?cè)诘厍蛏峡吹降母鞣N子彈。

為了解決來(lái)自太空垃圾的威脅，我國(guó)的神舟飛船以及天宮空間站已經(jīng)攜帶了“裝甲”，能為空間站提供“防護(hù)罩”。

（天宮空間站概念圖）

空間站防護(hù)和規(guī)避太空垃圾

這第一種手段，是從空間站的材料和結(jié)構(gòu)上入手。

當(dāng)前人類送空間站上太空依舊需要借助火箭，而火箭的載重是有限的，所以人類很難通過加厚空間站的方式來(lái)提升抗擊打能力。

畢竟增加空間站艙室厚度就意味著空間站的重量提升，火箭就可能送不上去了。

（火箭的運(yùn)載能力有限）

當(dāng)前不管是國(guó)際空間站還是中國(guó)的天宮空間站，其艙室厚度最低只有4毫米，最厚也不超過1厘米，可以說(shuō)是非常薄了。

為了在有限的厚度上達(dá)到更強(qiáng)的抗擊打能力，空間站艙室壁通常會(huì)分為多層結(jié)構(gòu)，在不同結(jié)構(gòu)上用不同的材料，來(lái)同時(shí)達(dá)到隔熱、耐腐蝕、抗擊打等目的。

并且中國(guó)的天宮空間站從神舟18開始，就已經(jīng)在空間站艙外易受空間碎片。撞擊損傷的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行加固了，這進(jìn)一步提升了空間站的抗擊打能力。

第二種手段就是機(jī)動(dòng)變軌。如果有太空垃圾過來(lái)，空間站可以通過機(jī)動(dòng)變軌的方式，來(lái)規(guī)避太空垃圾。

比如在2021年7月和10月，美國(guó)的星鏈系統(tǒng)就兩次接近了中國(guó)的天宮空間站，最近的一次和中國(guó)空間站相距1.8公里，在太空尺度上可以說(shuō)是挨著了。

當(dāng)時(shí)中國(guó)就是通過讓空間站變軌的方式，來(lái)躲避了美國(guó)星鏈衛(wèi)星的撞擊。

（空間站可以變軌）

不過這種機(jī)動(dòng)變軌來(lái)規(guī)避太空垃圾的方式也有壞處。

一方面是有風(fēng)險(xiǎn)，可能機(jī)動(dòng)變軌失敗，結(jié)果導(dǎo)致空間站變軌完后回不來(lái)，之后完全無(wú)法控制。另一方面是機(jī)動(dòng)變軌會(huì)影響其它航天器。

畢竟所有航天器的軌道都是固定的，一個(gè)航天器突然進(jìn)行變軌就可能闖入另一個(gè)航天器的軌道中。最惡劣的情況下，甚至可能出現(xiàn)兩個(gè)航天器相撞的事故。

（變軌可能導(dǎo)致航天器相撞）

此外對(duì)衛(wèi)星來(lái)說(shuō)，變軌會(huì)導(dǎo)致其壽命降低。因?yàn)樽冘壭枰哪芰浚瑢?duì)空間站來(lái)說(shuō)燃料可以通過神舟飛船進(jìn)行補(bǔ)充，但衛(wèi)星沒法補(bǔ)充能量。

維修空間站

第三種手段就是修。

正如我們上邊說(shuō)的，空間站分為多層，最外面一層是“犧牲層”，這一層是專門讓太空垃圾撞的。

（空間站艙室最外層就是用來(lái)撞的）

當(dāng)前中國(guó)天宮空間站和國(guó)際空間站，都采用面對(duì)大的太空垃圾規(guī)避，比如說(shuō)我們上面提到的星鏈衛(wèi)星差點(diǎn)和我國(guó)天宮相撞的事故。

但對(duì)于比較小的太空垃圾，一方面是其難以觀測(cè)到，另一方面就是空間站能抗住，因此對(duì)這種微小太空垃圾空間站通常選擇硬抗。

正常情況下，微小太空垃圾只能毀傷最外面一層的“犧牲層”。當(dāng)然像我們上邊提到2016年國(guó)際空間站被太空垃圾命中艙體的窗戶外層玻璃，導(dǎo)致其出現(xiàn)裂紋是一個(gè)例外，那算國(guó)際空間站倒霉。

在空間站最外層“犧牲層”被破壞后，宇航員就可以進(jìn)行出艙維修，對(duì)其進(jìn)行修復(fù)。

（神舟20出艙活動(dòng)）

比如說(shuō)2025年5月22日，我國(guó)神舟20號(hào)就完成了其首次出艙任務(wù)，本次任務(wù)的內(nèi)容就是給天宮空間站裝“空間碎片防護(hù)裝置”，以及進(jìn)行一次艙外檢查。

信息來(lái)源： 【1】央視新聞·《表現(xiàn)打滿分！神二十乘組首次出艙都做了啥→》 【2】澎湃新聞·《航天科普｜第一塊“太空垃圾”是如何產(chǎn)生的？》 【3】環(huán)球網(wǎng)·《國(guó)際空間站窗戶裂了！遭微小太空垃圾擊穿》 【4】環(huán)球網(wǎng)·《厄瓜多爾唯一衛(wèi)星遭太空垃圾碰撞失靈》 【5】中國(guó)青年報(bào)·《中國(guó)空間站已多次主動(dòng)實(shí)施空間碎片規(guī)避》