空间站被撞真凶锁定,堪比太空子弹阵?神舟火箭携装甲保护天宫

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3月21日,神舟19号火箭,开启了第三次出舱任务。该任务持续了9个小时,一举打破了世界出舱记录。

至于任务内容,则是给空间站安装碎片防护装置,即网友们口中的“铠甲”。

按理说,空间站本就是个机械大块头了,为啥还要多穿一层铠甲?这赛博朋克的装修风格,难道真的要走变形金刚的路子?

太空垃圾对空间站伤害有多大

关于空间站为啥要穿铠甲,主要也是跟太空垃圾这个问题有关。从某种意义上来讲,如果不穿铠甲的话,空间站分分钟就会被太空垃圾给击溃。

就拿国际空间站来说,这些年就曾多次遭受太空垃圾的袭击。

2021年,国际空间站上的俄罗斯星辰号服务舱,就因碎片撞击,出现了一条4毫米的裂缝。一时间,舱内气压陡然下降。好在国际空间站是隔舱模式,这才避免整个空间站团灭。

后期,宇航员通过胶带+特殊粘合剂,才将星辰号服务舱给勉强修补。不然的话,这个舱就得被太空垃圾彻底给摧毁了,

同样是在2021年,加拿大的机械臂也被微小碎片给击穿。事故直接给机械臂留下了一个直径5毫米的孔洞,把空间站工作人员给吓了一跳。

当然了,关于太空垃圾的惊魂一幕,当属2023年的俄罗斯火箭残骸事件。

当时一块10厘米大的俄罗斯火箭残骸,直接逼近国际空间站。为了躲过一劫,国际空间站只能紧急调转轨道。不然的话,整座空间站都得完犊子。

据不完全统计,国际空间站为了躲避碎片,每年至少要变轨25次以上,就跟高速公路上换车道似的。

至于其代价也很明显,机动变轨不仅消耗大量燃料,还缩短了空间站的寿命。在移动过程中,还容易影响内部科学实验。

可以说,太空垃圾对于航天探索而言,完全是有百害而无一利。

空间站防护“三件套”

根据科学家们的研究,这些所谓的太空垃圾,大多来源于失效卫星,火箭残骸,以及碰撞事件产生的次级残骸。亦或者是,航天员在作业过程中,不慎丢失的工具、螺栓等。

随着这些太空垃圾越来越多,它们对空间站的伤害也越来越大。

有科学家就做过模拟,这些太空垃圾的移动速度高达每秒7-8公里,是子弹速度的10倍。顷刻之间,就能击穿航天器。

尤其是空间站太阳能板、散热器这些面积大的装置,更是重点攻击对象。稍有不慎,就可能被砸的粉碎。

此外,宇航员在出舱时,也可能被太空垃圾给击中。到时候宇航服一破裂漏气,那就彻底完蛋了,神仙就救不回来了。

总之,在太空垃圾面前,一切航天行动都显得脆弱不堪。

为了降低航天器的脆弱性,科学家们便搞出了一系列太空防护罩。其中比较有名的,就是惠普尔防护罩,该防护罩的概念,由40年代的美国科学家弗雷德·惠普尔提出。

按照弗雷德·惠普尔的说法,在航天器的厚外壁,包裹一层1毫米厚的特殊金属层——铝+凯拉夫纤维结构,这样就能给航天器提供固若金汤的保护了。

当碎片高速撞击这层保护膜,周围立马就会产生爆炸效应。届时这些太空垃圾会纷纷碎裂、气化、电离、消融,久而久之,碎片撞击的威胁也就解除了。

除了防护罩以外,美国还搞出了一个太空监视网络——SSN。该网络会24小时不断更新轨道碎片的数据,并定期发往平台。

平台通过分析数据,会自动调整空间站的轨道。在这种情况下,空间站就能提前避祸了。

此外,分隔舱技术,也是空间站的避祸小妙招。这些分隔舱的设计,就跟现在的大轮船似的。只要其中一个分隔舱被击破,其他的分隔舱立马封闭隔离,这样就能避免空间站全体失压了。

像前面提到的俄罗斯星辰号服务舱,就是典型的分隔舱。即便星辰号被砸成粉碎,其他服务舱也不会受到太大影响。

总体而言,国际空间站就是通过“防护罩+识别网络+分隔舱”这三项技术,为自己塑造了一缕金衣。当三大技术全面发力的时候,太空垃圾就很难伤害空间站了。

我国给空间站打造的精密铠甲

同理,咱们的天宫空间站,也有类似的防护手段。

像咱们神舟19号送上去的那套设备,就是一个典型的外部金钟罩。它由铝合金+高强度纤维复合材料构成,而且还是多层结构,就跟千层饼似的,打掉一层还有一层。

除此之外,天宫空间站的舱门,这次也得到了加固。要知道,舱门是整个空间站的薄弱环节,往往碎片一击,舱门说不定就被攻破了。

为此,神舟19号的航天员们,特意给空间站加装了前向、后向舱门防护板,还有舱门保护罩,也做成了舱内罩盖式+舱外卷帘式设计。如此一来,就能有效提高空间站的抗撞能力了。

与此同时,我国还建成了天基空间环境探测系统,以便于时刻追踪太空垃圾。像咱们的试验六号03星卫星,就是干这个的,据说预警时间比以前的旧系统提升了5倍。

一旦识别到大型垃圾靠近,卫星立马给空间站发消息。这时候空间站就会立马调整轨道或姿态,这样就能尽量避免太空垃圾的侵袭了。

鉴于这套保护罩系统太好用,因此我国仍在这方面加大投入。比如4月24日在酒泉卫星发射中心发射的神舟20号,同样也携带了一套太空装甲,争取给天宫空间站做加固之用。

预计在不远的将来,随着神舟系列飞船纷纷上天送上保护罩,我国空间站在自卫这块估计就能神挡杀神、佛挡杀佛了吧。

清理太空垃圾的小妙招

说完了空间站,咱们再来细聊太空垃圾。像这个问题,一直以来都是各国航天局的一块心病。

据统计,如今太空垃圾的规模,早已突破了亿万级。光是大于10厘米的太空垃圾,就有3.6万块,至于1-10厘米的中型垃圾,更是达到了90万块。

最夸张的当属小于1厘米的太空垃圾,足足有1亿多块,就问你恐不恐怖?

前面提到,这些太空垃圾的速度是每秒7-8公里,是子弹速度的10倍,可瞬间击穿航天器。

一旦这数以亿计的太空垃圾纷纷运动起来,那岂不是相当于一个巨型的“太空子弹阵”了?每天24小时螺旋射击,就问你怕不怕?

最关键的是,这些太空垃圾之间的碰撞,还会发生链式效应。一传十十传百,比病毒还夸张,就跟核裂变似的。

当太空垃圾越撞越多,势必会占用有限的轨道资源。长此以往,今后的卫星和航天器,就很难发上去了。当前引以为傲的诸多航天大业,估计都将成为历史。

当然了,老话说的好,魔高一尺,道高一丈。虽然太空垃圾很可恶,但也不是没有解决办法。如今许多科学家就想出了一系列方案,来逐步清理太空垃圾。

比如激光烧蚀,就是一个典型的例子。该方案利用高能激光照射垃圾,使其气化产生反冲力,待垃圾变轨后,就能进入大气层烧熔了。

目前,中美欧等国都在钻研这类天基激光器。只不过,由于功率和精度问题还没解决,因此该方案暂时搁浅于纸上。

此外,电磁网之太空拖网,也是一个有效的解决办法。该方案的做法是,对太空垃圾中的金属施加电磁力,将慢慢拖拽到大气层。待入层之后,垃圾就慢慢消蚀了。

目前国外就有科技公司在测试磁力拖拽技术,一旦技术成功,日后说不定就能用于商业运营,接单清理太空垃圾了。

此外,机械臂捕获,也是一个行之有效的太空垃圾清理方案。

机械臂捕获,顾名思义,就是用爪子抓取、拖拽太空垃圾。然后将其回收,或打入大气层让其焚毁。如此一来,太空垃圾也就清理了个七七八八了。

像我国的遨龙一号卫星,就是干这个的。还有欧洲航天局也有尝试用四臂机器人,来捕获废弃的火箭推进器。

这些机器人或机械臂就像太空中的环卫工似的,通过日复一日的拾捡,最终让整个太空环境焕然一新。

结尾

总的来说,太空垃圾这玩意,就像一个个定时炸弹。块头小的还好说,但凡块头稍微大一点,就能摧毁整个卫星或空间站。

再叠加如今日益增多的星链卫星,更加加剧了太空垃圾泛滥的局势。

随着时候的推移,这种垃圾递增效应可不是闹着玩的。稍有不慎,就会引发爆炸式的连锁反应,到时候的卫星坟场,估计就成了诸神的黄昏了。

所以说,在面对太空垃圾这个问题时,仍旧得谨慎对待。该加保护罩就加保护罩,该清理时就得清理。

唯有做到滴水不漏,才能防患于未然。也只有这样,才能给子孙后代留下一个干净整洁的太空家园。

参考资料:

环球网【中国空间站“披甲”,航天器防范空间碎片有哪些招数?】

澎湃新闻【太空垃圾预警,国际空间站宇航员躲进飞船避险】

中国科学技术馆【星际大扫除:太空垃圾的解决方案】

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更新时间:2025-05-14

标签:科技   神舟   真凶   空间站   天宫   装甲   子弹   太空   火箭   垃圾   隔舱   航天器   碎片   服务舱   护罩   舱门

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