中國載人航天工程辦公室近日發布消息,神舟二十號載人飛船在執行任務期間疑似遭遇空間微小碎片撞擊,目前正對撞擊影響展開全面分析并評估潛在風險。為保障航天員生命安全及任務順利完成,原定于11月5日實施的飛船返回計劃已決定推遲執行。
這一事件引發公眾對空間微小碎片的廣泛關注。空間碎片,俗稱太空垃圾,主要指人類航天活動產生的各類殘留物,包括報廢的火箭箭體、衛星本體、推進劑殘留物、任務拋棄物以及碰撞產生的碎塊等。其中尺寸小于10厘米的碎片被歸類為空間微小碎片,它們雖體積微小,但運動速度極快,在近地軌道可達每秒7至8公里,不同方向運動的物體碰撞時相對速度甚至超過每秒10公里,具備強大的破壞力。
中國科學院上海天文臺研究員唐正宏指出,毫米級碎片的撞擊就可能使航天器功能失效,直徑10厘米的碎片則可能徹底摧毀航天器。歷史上已發生多起典型案例:1983年美國"挑戰者號"航天飛機因與0.2毫米涂料碎片相撞導致舷窗受損;蘇聯"禮炮-7"軌道站多次被微小顆粒損壞設備;1986年歐洲"阿麗亞娜"火箭爆炸產生的碎片擊毀兩顆日本通信衛星;1991年美國"發現者號"航天飛機與蘇聯火箭殘骸險些相撞,當時距離僅2.74公里。
針對空間碎片的監測與防護,上海市宇航學會專家陶建中介紹,目前國際航天界對10厘米以上碎片已具備跟蹤觀測能力,中國空間站曾兩次根據軌道預報主動規避馬斯克星鏈衛星。但毫米級微小碎片因探測技術限制,仍難以完全掌握其分布情況。據統計,1-10厘米的碎片約有5萬顆,1厘米以下的碎片數量高達1.3億顆,主要集中于低地球軌道。
對于微小碎片的防護措施,專家表示主要依賴航天器自身防護結構。載人飛船若遭撞擊,需重點評估返回艙再入大氣層時的安全性,因其迎風面會因高速摩擦產生高溫。唐正宏分析認為,神舟二十號遭遇的碎片質量較小,沖量有限,受損程度應處于可控范圍。
在監測技術發展方面,中國科學院上海天文臺2020年研制成功國內首臺免圓頂空間碎片觀測望遠鏡,可對36000公里高軌道的碎片進行覆蓋性掃描,為衛星提供碰撞預警。唐正宏解釋,高軌道碎片尺寸普遍較大,50厘米以下的碎片較少,而低軌道因衛星密集、壽命較短,成為微小碎片的主要聚集區。
針對低軌道碎片監測難題,科研人員正推進兩方面工作:一是研發更大口徑光學望遠鏡和更高功率雷達提升探測能力;二是探索新型光電技術,爭取捕捉更微小的碎片信號。陶建中建議,對于運行在低軌道的中國空間站,需持續加強大尺寸碎片監控與規避,同時強化航天器關鍵部位的防護設計,建立碰撞后的快速評估與應對機制。










