神舟二十一號載人飛船于近日成功完成返回任務，三名航天員陳冬、陳中瑞、王杰平安出艙，健康狀況良好。此次任務原計劃由神舟二十號飛船執行，但因返回艙舷窗玻璃出現細微裂紋而推遲。經綜合評估，裂紋可能是由空間碎片外部沖擊所致，不滿足載人安全返回條件，因此神舟二十號飛船繼續留軌開展相關試驗。

看似空曠的太空，實則充斥著大量空間碎片，這些被稱為“太空垃圾”的物體，已成為空間環境的主要污染源。空間碎片包括失效衛星、廢棄火箭末級、未燒盡的燃料顆粒、航天事故殘骸，以及從航天器上脫落的小零件和隔熱材料等。碎片之間相互碰撞還會產生更多更細小的次級碎片，進一步加劇了太空環境的復雜性。

歷史上，美國和蘇聯在執行艙外活動時曾丟失過不少物品，如手套、攝像機、扳手等。和平號空間站和國際空間站也常年向太空丟棄生活垃圾。例如，美國宇航員斯科特·凱利在駐國際空間站期間，其排泄物就產生了約80公斤的“臭”流星。20世紀60年代，美國實施的“西福特計劃”將大量銅質針狀偶極天線散布到軌道上，至今仍有部分殘留在軌道上。這些歷史遺留問題，加上近年來反衛星武器試驗產生的碎片，使得太空環境日益嚴峻。

隨著航天事業的迅猛發展，地球軌道上的空間碎片數量急劇增加。據歐洲空間局發布的空間環境報告顯示，截至2024年8月，可追蹤的尺寸大于10厘米的空間碎片已超過4.4萬個，1厘米以上的逾120萬個，更加細小的碎片更是達到數億量級。這些碎片在低軌道上受大氣阻力影響會逐漸降低軌道高度，最終在大氣層中隕落燒毀，而高軌道碎片則能存留很久，對航天器構成長期威脅。

空間碎片之所以對航天器構成嚴重威脅，是因為其速度極快。以第一宇宙速度（接近每秒8公里）運行的空間碎片，其攜帶的動能與速度的平方成正比。大個兒的空間碎片可能擊碎航天器外殼或控制系統，導致航天器爆炸、解體或偏離軌道；稍小一點的碎片也能造成撞擊坑，損傷航天器表面器件或供電線路。對于在太空行走的航天員來說，即使是毫米級以下的細小碎片，也可能擊穿艙外服的防護層，危及生命。

歷史上首例確認的空間碎片撞擊事件發生在1983年，一塊涂料擊中挑戰者號航天飛機右側舷窗，留下了直徑3.8毫米、深0.43毫米的撞擊坑，并在周圍產生了大量細微裂紋。此類事件不僅可能直接傷害航天器或航天員，還會產生更多次級碎片，引發更多碰撞。當空間碎片密度達到某個臨界值時，可能會引發“凱斯勒效應”，即密密麻麻的空間碎片在短時間內徹底封鎖近地軌道，阻礙人類執行更多空間計劃。

為應對空間碎片威脅，各國建立了空間碎片數據庫和軌道跟蹤、預警系統。目前主要有光學觀測和雷達監測兩種技術。光學觀測適用于高軌道碎片探測，而雷達監測則可全時段、全天候使用，但只適用于直徑大于10厘米的碎片。對于航天器而言，應對策略主要與碎片尺寸有關。對于高破壞力碎片，航天器傾向于主動變軌避讓；而對于難以觀測的小型碎片，則依靠硬撞防護結構來抵御。

長期駐人的空間站都配備了堅不可摧的防護結構。國際空間站和中國空間站均采用了惠普爾防護罩，在航天器外壁基礎上再包裹特殊金屬層，以抵御空間碎片撞擊。中國空間站還使用了復合材料填充式防護結構，綜合應用高強度材料和能量吸收層，既減輕了重量又提升了抗沖擊性能。空間站還根據各部分關鍵性進行區域分級防護，確保航天員生命保障核心區的安全。

航天員在軌維修也是載人航天器防護體系的重要一環。此前，神舟十七號乘組完成了中國航天首次艙外維修任務，神舟十八號、十九號乘組在安裝空間站防護裝置時同步開展了艙外設施設備巡檢。此次凱旋的神舟二十號乘組駐站期間的一項重要工作也是繼續安裝空間碎片防護裝置，為空間站“披甲”。

為從源頭上減少空間碎片產生，多國科學家和航天機構正在探索主動清除空間碎片的技術。目前可行性較好的手段包括激光燒蝕、太空拖網、機械臂捕獲、離子束偏轉、電磁吸附等。我國2021年發射的實踐二十一號衛星就成功驗證了從地球同步軌道上移除空間碎片的技術。現代航天器設計也在努力減少空間碎片產生或提高失效航天器的完整性，以便更好地跟蹤與規避碎片。