一則來自中國天宮空間站的消息,牽動了全球航天愛好者的心——執(zhí)行任務(wù)的神舟二十號載人飛船疑似遭遇空間微小碎片撞擊,原定11月5日的返回計劃被迫推遲。這一突發(fā)狀況迅速成為國際焦點,畢竟太空碎片撞擊的危害不容小覷,輕則導(dǎo)致設(shè)備故障,重則危及航天員生命。
很多人對“微小碎片”的威脅存在誤解,但事實遠比想象嚴峻。國家航天局空間碎片監(jiān)測與應(yīng)用中心副主任劉靜曾指出,厘米級碎片的撞擊動能堪比一輛時速五六十公里的小轎車撞向衛(wèi)星,而1克重的太空垃圾以15.8千米/秒的速度撞擊時,釋放的能量相當(dāng)于30克TNT炸藥——接近一枚二戰(zhàn)手榴彈的威力。更可怕的是,速度更快的微隕石撞擊能量可達727克TNT當(dāng)量,接近溫壓彈的裝藥量。這些數(shù)據(jù)直觀展現(xiàn)了太空碎片的破壞力,也解釋了為何神舟二十號必須謹慎評估。
天宮空間站并非首次面臨此類威脅。2023年底,空間站的太陽能電池就曾被碎片擊中,導(dǎo)致部分供電異常。當(dāng)年12月22日,航天員湯洪波和唐勝杰通過7個多小時的艙外作業(yè),成功修復(fù)了太陽電池與電纜的損傷。三個月后的2024年3月1日,湯洪波與江新林再次出艙,用同樣時長修復(fù)了太陽能板狀態(tài)與電力系統(tǒng)。這兩次成功的艙外維修,為此次神舟二十號的狀況評估積累了寶貴經(jīng)驗。
在應(yīng)對太空碎片威脅方面,美俄的過往經(jīng)歷堪稱“反面教材”。2022年12月14日,俄羅斯聯(lián)盟MS-22飛船在國際空間站對接期間,推進艙太陽能電池支撐根部被0.8毫米的微小碎片擊穿,導(dǎo)致幾十公斤冷卻劑泄露,飛船徹底失去返回能力。俄羅斯航天局最初計劃發(fā)射Soyuz MS-23飛船救援,期間多次變更方案,甚至考慮復(fù)用故障飛船或借用SpaceX的座椅,直到兩個多月后的2023年2月23日才發(fā)射救援飛船。最終,三名航天員在軌“加班”至2023年9月27日才返回,整個救援過程耗時10個半月。
美國的遭遇更顯狼狽。2024年6月5日,波音公司的星際航線飛船首次載人飛行,兩名航天員原計劃僅在國際空間站停留8天。但飛船發(fā)射后故障頻發(fā),推進器問題和泄露警報接連出現(xiàn),最終無法執(zhí)行返回任務(wù)。波音公司起初拒絕向競爭對手馬斯克的SpaceX求助,也因美俄關(guān)系緊張難以尋求俄羅斯幫助,最終只能妥協(xié)。2024年9月29日,SpaceX的Crew-9飛船抵達空間站,但由于座椅數(shù)量限制和空間站人員配置需求,直到2025年3月18日才將兩名航天員接回地球,整個過程長達9個月。從公開的視頻和照片來看,兩名航天員的健康狀況令人擔(dān)憂,60歲的蘇尼塔臉色極差,與出發(fā)時的狀態(tài)判若兩人。
與美俄形成鮮明對比的是,中國早已為應(yīng)對此類突發(fā)狀況做好了充分準(zhǔn)備。中國載人航天工程實行“發(fā)一備一”的安全機制——每次發(fā)射一艘載人飛船時,都會有一艘備用飛船在發(fā)射場隨時待命。早在神舟十二號任務(wù)期間,神舟十三號就作為備用飛船處于待命狀態(tài),具備一周內(nèi)完成應(yīng)急發(fā)射準(zhǔn)備的能力。到了神舟十三號、十四號任務(wù)階段,這一機制更加成熟,備用飛船在軌道艙和返回艙完成總裝測試后,7到10天內(nèi)就能完成應(yīng)急發(fā)射準(zhǔn)備,理論上的最短周期僅需72小時。
目前,神舟二十一號已于2025年10月31日23時44分在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,并用3個多小時完成了與天宮空間站的對接,目前已經(jīng)完成了航天員乘組的輪換任務(wù)。這也意味著,一旦神舟二十號被評估為無法執(zhí)行返回任務(wù),神舟二十二號就能立即啟動發(fā)射程序,前往空間站執(zhí)行救援。
要確定是否需要啟動救援,首先得搞清楚神舟二十號的受損情況。天宮空間站搭載的機械臂系統(tǒng)成為了關(guān)鍵設(shè)備——主機械臂長10.2米,平時呈Z字形停泊在天和艙外壁的標(biāo)準(zhǔn)停泊點,不會影響太陽能電池和熱控系統(tǒng)的正常工作。其前端配備了高清攝像頭,能實時拍攝飛船外部情況,還能輔助AI技術(shù)準(zhǔn)確識別撞擊位置。如果主機械臂的作業(yè)范圍不夠,還能與長約5米的輔助機械臂對接,組成長達15米的聯(lián)合機械臂,全方位覆蓋神舟二十號的對接區(qū)域,確保不留任何觀察死角。
按照以往的處置經(jīng)驗,如果機械臂觀察仍不夠精準(zhǔn),航天員還可以執(zhí)行艙外作業(yè),近距離查看撞擊部位。中國空間站建成以來,已經(jīng)累計完成11次航天員出艙活動,多次開展艙外維修任務(wù),甚至刷新過航天員單次出艙活動時長的世界紀錄,這些豐富的實操經(jīng)驗,為此次精準(zhǔn)評估提供了堅實保障。
中國空間站本身也具備一定的防護能力。天和號核心艙的關(guān)鍵位置加裝了輻射屏蔽和防微流星保護層,艙壁采用鋁合金板、隔熱層和Kevlar復(fù)合材料的多層結(jié)構(gòu),能在一定程度上抵御小型太空碎片的沖擊。同時,我國的空間碎片監(jiān)測系統(tǒng)會持續(xù)跟蹤大型碎片,一旦發(fā)現(xiàn)碰撞風(fēng)險,空間站可以通過變軌等方式規(guī)避,只是對于微克級的微小碎片,目前還難以做到完全防范。
太空探索從來都伴隨著未知風(fēng)險,神舟二十號遭遇的突發(fā)狀況,是對中國載人航天應(yīng)急保障能力的一次實戰(zhàn)檢驗。從“發(fā)一備一”的機制設(shè)計,到7至10天的快速發(fā)射能力,再到成熟的在軌檢測技術(shù),中國航天早已用扎實的準(zhǔn)備,給出了應(yīng)對風(fēng)險的答案。無論最終是神舟二十號修復(fù)后返回,還是神舟二十二號執(zhí)行救援任務(wù),都能看出中國航天把航天員安全放在首位的堅守,也讓我們對中國速度和中國技術(shù)充滿信心。












