神二十飛船疑遭碎片撞擊,3名航天員延期返回!太空碎片都哪來的?航天員如何了?

今天,一個航天航空方面的消息引起了國內外網友的熱議,哪怕是平時並不關注這方面新聞的網友都特意關心起來了。
中國載人航天官網新聞中心發布了消息:原計劃於2025年11月5日返回的神舟二十號載人飛船,疑似遭遇空間微小碎片撞擊,返回任務推遲進行。正在進行影響分析和風險評估。為確保航天員生命健康安全和任務圓滿成功,經研究決定,原計劃11月5日實施的神舟二十號返回任務將推遲進行。

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看到這個消息,很多網友捏了一把汗。其實大家還是不用擔心。目前,神舟二十號的三名航天員都很安全,健康狀況也良好,只是需要在空間站多停留一段時間。
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「必須堅持萬無一失的安全標準」
新聞發出后,北京航空航天大學的中國科協首席科普傳播專家、知名航空航天科普專家,《航空知識》主編王亞男教授馬上做出了分析:「雖然初步判斷此次撞擊影響不大,但載人飛船必須堅持萬無一失的安全標準。」
沒錯,哪怕一個直徑也許僅為幾毫米級的空間碎片也能讓整個航天任務改變原定計劃。航天員的安全是第一位的。

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目前,更多的細節還沒有被披露。網友們也是提出了各種猜想,但一切還是要以官方發布的為準。
目前已知的內容包含了「空間微小碎片」,那麼,咱們就從這個小碎片入手聊一聊,先揭開小碎片的神秘面紗。

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網友們集體關注之後,現在網上詳解「宇宙碎片危害「的文章有很多,有些博主說的神乎其神,天花亂墜,有些博主則講的危言聳聽,充滿悲觀。
那麼,哪種說法才是最可信的?
咱們還是得找找經得起推敲的專業文獻。
現在,我們就來看一看「科學直通車」雜誌Science Direct在2025年發表的一篇論文是怎麼說的。(非常值得一提的是,這篇論文迄今已經被引用過7次了。這個數字可以反映該作品在學術界的重要性、影響力和學術成就。)

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我們結合這篇論文跟大家做個精鍊和通俗化的總結。
而這篇論文的開篇就很震撼:「太空碎片是指那些留在地球軌道或進入大氣層的、已失去功能的人造物體,它們給太空作業帶來了巨大挑戰。
目前的監測系統追蹤著近4萬個較大的碎片,但據估計,還有數十萬個較小的碎片和數百萬個未被追蹤的微小顆粒進一步增加了高速碰撞的風險。」
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它們的威力和威脅超越普通人的認知
滿打滿算,這些碎片和顆粒至少得有大幾百萬個了。

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它們對各國空間站造成的具體威脅又是什麼呢?
總體而言分三大塊:航天器的完整性
衛星的功能
太空活動的長期可持續性
冰凍三尺非一日之寒,碎片成災當然也不是一年之功。
這事甚至要從近70年前說起了。
自打1957年以來,人類的太空活動就日益頻繁了,火箭發射次數超過6380次,導致軌道物體數量不斷增加,目前仍有約10290顆衛星在軌運行,其中7800顆仍在工作。

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然而,衛星雖然失效了,但是「肉身」還在,這就成了巨大的問題。它們和其他碎片的持續存在增加了碰撞的概率,這可能會進一步加劇問題。
空間監視網路正在積極追蹤和編目超過33640個碎片,但仍有許多較小的碎片未被探測到。
未檢測到當然不等於並不存在。
這些未被追蹤的粒子,儘管體積較小,但由於其高速運動,仍然構成重大風險。
目前,地球軌道上太空物體的總質量已超過10800噸,反映出近地軌道(LEO)和地球同步軌道(GEO)上的物質堆積問題日益嚴重。

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那麼,這些碎片已經闖下了多少禍事呢?
據估計,軌道上已經發生了640多起解體、爆炸和碰撞事件,可謂觸目驚心。
這些碰撞與爆炸發生在無人的航天器材上好歹僅僅是經濟上的損失,可如果是發生在載人航天器上,那就是無以挽回的巨大災難了。
截至2024年,歐洲航天局(ESA)追蹤到超過45300個大於10厘米的碎片,約100萬個尺寸在1至10厘米之間的碎片,以及約1.3億個小於1厘米的碎片正在繞地球運行。

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據估算,如果不進行清理,太空碎片長期造成的負面影響將達到全球GDP的約1.95%。這當然會讓本來就已經不景氣的全球經濟雪上加霜。
根據歐洲航天局的說法,太空碎片的持續擴散是關鍵挑戰,這使得太空旅行面臨的問題日益複雜且風險巨大。
這裏所說的太空旅行,當然就是指載人飛行器的作業。
最危險的是,雖然有些太空碎片體積太小無法探測,但它們仍然足以干擾航天器的運行,尤其是在近地空間。
碎片的飛行速度對其撞擊造成的損害程度起著至關重要的作用,而與其大小無關。
舉個例子,國際空間站(ISS)於2010年安裝的穹頂艙窗口就曾因與毫米級顆粒碰撞而遭受輕微損壞。
自1999年以來,國際空間站已執行了30次避碰機動以防止撞擊。歐洲航天局(ESA)報告稱,軌道碰撞會產生一系列影響:顆粒級碎片會刺穿航天器表面,約10厘米的碎片會嚴重損害航天器的運行,而超高速撞擊會產生極大的應力,導致斷裂和結構失效。

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10厘米的東西有多大呢?也就是普通滑鼠那麼大。
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怎樣破解?如何破局?中國航天有妙計
因為這些碎片,太空變得兇險。
那麼,人類有沒有破局的辦法?其實,無論在技術上還是規則上,至少目前,這仍是一個難題。當然,困局中也有好消息。
就在今年,世界各國正在召開多項科學會議,建立國際協會,並努力修改國家標準,以預測軌道環境的發展並應對空間碎片威脅。
未來各國的任務將越來越注重提高航天器的防護能力、改進脫軌策略以及利用更先進的感測器技術來探測和跟蹤更小的碎片。
制定國際準則和政策對於確保航天活動的長期可持續性以及減少空間碎片帶來的潛在危害至關重要。

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也就是說,各國要從技術上與政策上兩方面入手。
技術,所有航天器部件都必須進行優化,以最大限度地降低軌道撞擊的風險。具體而言,更全面地整合以保護、緩解和監管為重點的措施至關重要。
其他需要考慮的因素包括航天器建造材料的精心選擇,以及能源、動力和推進系統的進步,以提高可持續性和安全性。
然而,理想很豐滿,現實很骨感啊。至少目前,這些舉措在很大程度上都並未能解決空間碎片帶來的基礎設施挑戰。

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不過,網友們也不用過分擔心。
中國載人航天工程辦公室透露,跟空間站運行初期相比,目前發現碎片的預警時間提升了五倍,能夠令航天員更從容地應對潛在的危險。
中國航天也構建了全方位的防護體系。
這個體系主要分為三大塊:被動防護
主動規避
應急處置
被動防護方面,中國空間站關鍵部位加裝了「星盾-3型」複合防護模塊,可以把2毫米碎片撞擊能量分散到1/20。航天員出艙安裝了防護裝置,大大提升了空間站的安全。
主動規避方面,利用天地協同的監測系統,不斷追蹤空間碎片的位置及軌道,估算碰撞概率,同時出台規避方案。應急處置方面,空間站配備了艙體撞擊泄漏監測和定位系統,加之應急處置預案,進一步加強了航天員處置故障的效率。
這樣一來,航天員能利用艙外巡視、熱控系統監測等方法迅速確認受損區域,進而進行第一時間的維修。
綜上所述,這次神舟二十號載人飛船面臨的小問題應該很快就會迎刃而解。
關於神舟二十號載人飛船返回任務推遲進行的方方面面,我們今天就先聊到這裏了。
宇宙既是神秘的地方,也是千百年來人類嚮往的地方,人類探索宇宙的努力從來不曾停息。其間當然也產生了很多問題,關鍵在於大家還是要團結一致,只有合作而不是對抗,才能破局宇宙里的危機。
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