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【前言】
近年来，“天宫”多次遭遇莫名撞击，甚至关键设备也未能幸免。
面对这个“隐形杀手”，我国航天工作者们展开了一场与时间赛跑的防护行动，神舟十九号此次升空，肩负着为空间站加装“防护罩”的重要使命。
但是，太空中的碎片究竟从何而来？我们又该如何保护我们的空间站免受伤害？
天宫空间站太阳翼
【天宫遭遇“隐形杀手”】
2021年，我国“天宫”空间站正式入驻太空，成为中国人的“太空家园”，这个看似安全的"家"却并不太平。
据航天专家透露，自投入使用以来，“天宫”已多次遭遇莫名的撞击，甚至连关键设备也难逃厄运。
2022年初，一颗编号为49863的空间碎片与我国清华科学卫星擦肩而过，最近距离仅为14.5米。
这次惊险的遭遇让人不禁冷汗直冒：如果碎片撞上了卫星，后果将不堪设想。
国际空间站被太空碎片撞出洞
那么，是什么在威胁着我们的空间站呢？答案是太空碎片。
这些漂浮在太空中的“垃圾”，看似微不足道，实则威力惊人，它们以每秒约7800米的惊人速度在太空中穿梭，这个速度是普通步枪子弹的十倍左右。
太空碎片
即便是一颗小小的螺丝钉，在如此高速的撞击下，也能轻易刺穿航天器的外壳或损坏关键系统。
中国航天科技集团的专家李学东向记者介绍，空间站的太阳能电池板、天线等关键设备都曾遭受过太空碎片的袭击。
地球轨道上遍布太空碎片
这些看似微小的损伤，却可能对空间站的正常运行造成严重影响，为了应对这一威胁，我国航天工作者们开始了一场与时间赛跑的防护行动。
2021年4月，我国成功发射了试验六号03星，标志着中国首个具有完全自主知识产权的天基空间环境探测系统正式建成。
这颗“太空卫士”的主要任务就是探测空间环境，保护航天器安全。
随着探测技术的不断进步，我国对太空碎片的监测能力也在不断提升，与空间站运行初期相比，如今航天员可用于应急处置的时间已经提高了5倍。
中国空间站
但仅仅能看到威胁还远远不够，如何有效地保护空间站免受这些“隐形杀手”的伤害？这就是神舟十九号此次升空的重要使命之一。
面对如此严峻的太空环境，这些威胁空间站安全的太空碎片究竟是从何而来？又会给我们的航天活动带来怎样的影响？
图片来源于网络
【太空中的“垃圾围城”】
南京航空航天大学航天学院教授闻新打了一个形象的比喻：近地轨道就像一条宽阔的高速公路，人类发射的各种航天器都在这条“公路”上运行。
与地面上的高速公路不同，这条太空“公路”已经使用了60多年，却没有"清道夫"来清理"路障"。
卫星解体产生碎片
这些太空碎片的来源可以说是五花八门，有些是早期航天任务遗留的火箭残骸，有些是退役的人造卫星。
还有一些是航天器上脱落的各种零件，比如螺丝刀、螺母、螺栓等，甚至连航天器外部因强烈紫外线照射而脱落的油漆碎片，也成了太空中的"垃圾"。
太空碎片
据专家估计，地球轨道上尺寸大于10厘米的碎片约有3.6万个，1-10厘米之间的碎片有上百万个，而小于1厘米的碎片更是多达上亿个。
更令人担忧的是，这些碎片的数量还在持续增加，仅在2021年，SpaceX公司就计划发射多达4.2万颗“星链”卫星，目前已有超过6000颗在轨运行。
科学家们警告，当物体数量增加一倍时，碰撞几率就会增加四倍，这意味着，随着太空中物体数量的增加，发生碰撞的风险将呈指数级增长。
美国科学家唐纳德·凯斯勒早在1978年就提出了“凯斯勒效应”理论：当近地轨道物体密度达到一定程度后，碎片之间的相撞会形成更多的碎片，导致更多的撞击，最终可能使近地轨道完全被太空垃圾覆盖。
2009年，航天史上首次发生了卫星在轨碰撞事故。
美国铱星33号与俄罗斯废弃的宇宙2251号侦察卫星相撞，产生了数千块新的碎片，这些碎片至今仍在轨道上高速运行，成为新的潜在威胁。
面对如此严峻的太空环境，清理太空垃圾成为了一项迫在眉睫的任务。
首先，太空碎片数量庞大，分布范围广，难以追踪和定位。
其次，这些碎片的运动速度极快，清理过程中稍有不慎就可能造成新的碎片，甚至引发连锁反应，进一步加剧太空环境的恶化。
多国已经启动了相关项目来应对太空垃圾问题，例如，欧洲空间局（ESA）启动了ClearSpace项目，旨在通过降低太空碎片的速度，使其坠入大气层并烧毁。
英国萨里大学主导的RemoveDEBRIS项目则尝试使用“网和鱼叉”来捕获太空垃圾。
太空垃圾的清理不仅技术复杂、成本高昂，还面临着一个棘手的问题：谁来为这项工作买单？毕竟，清理太空垃圾是一项看不到直接收益的工作。
空间站太阳翼
正如国际宇航联空间运输委员会主席杨宇光所说，这不仅考验我们的技术和财力，也会考验全人类的责任感和团结程度。
面对这样一个充满挑战的太空环境，我们的航天员和空间站又该如何自保呢？神舟十九号此次携带的“防护罩”究竟有何特别之处？
【为天宫披上“金钟罩”】
面对太空中的“垃圾围城”，我国航天工程师们并没有坐以待毙，神舟十九号此次升空，肩负着为空间站加装“防护罩”的重要使命。
中国航天科技集团专家李学东向记者介绍，我国空间站的防护措施主要分为三个层面：被动防护、主动规避和应急处置。
首先是被动防护，神舟十九号此行的一项重要任务就是在空间站舱外安装防护装置。
这些装置并非简单的金属板，而是经过特殊设计的复合材料，能够有效吸收撞击能量，降低碎片对空间站造成的损害。
在太空站遨游的中国空间站
航天员们需要在太空中进行舱外作业，为一些关键设备，如电缆等，安装这些防护板，这项工作虽然看似简单，却需要在零重力环境下精准操作，对航天员的技能要求极高。
其次是主动规避，这就需要依靠我国日益先进的太空碎片监测技术。
中国空间站
2021年4月，我国成功发射了试验六号03星，标志着中国首个具有完全自主知识产权的天基空间环境探测系统正式建成。
这个系统能够对太空碎片进行预测和编目，通过轨道计算提前发现哪些空间碎片有与空间站发生交会的风险。
一旦发现潜在威胁，地面控制中心就会指挥空间站进行轨道调整，主动避开来袭的碎片。
值得一提的是，我国的雷达电子技术近年来突飞猛进，现在，我们已经能够探测到1-10厘米尺寸的碎片，这大大提高了预警的精度。
主动清理太空垃圾模拟
与空间站运行初期相比，如今航天员可用于应急处置的时间已经提高了5倍，这为空间站的安全运行提供了更大的保障。
最后是应急处置，尽管有了主动规避和被动防护，我们仍然不能掉以轻心，如果空间站真的因为碎片撞击导致密封舱泄漏，航天员们必须迅速采取行动。
他们需要在最短时间内找到泄漏点并进行堵漏，这对航天员的心理素质和应急处置能力都是严峻的考验。
为了应对可能出现的极端情况，我国还采取了更为周全的准备。
除了这些技术层面的防护措施，我国还在积极推动国际合作，呼吁建立太空碎片治理的全球协调机制。
【结语】
随着中国航天技术的不断进步，我们有理由相信，“天宫”空间站将在这层层保护下，继续为中国航天事业的发展做出重要贡献。
太空碎片问题的彻底解决，还需要全人类的共同努力，正如杨宇光所说，这不仅考验我们的技术和财力，也会考验全人类的责任感和团结程度。
【参考信源】
新湖南 2024-10-30 《太空碎片数以亿计，今天神十九出发去给空间站装“金钟罩”》的报道
中国新闻网 2024-10-29《确保不带问题上天 我国始终把航天员安全摆在首位》的报道
中科院之声 《胡海鹰:练就“鹰眼”在太空“捞碎片”》的报道
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