年6月26日,一颗曾经服役的俄罗斯地球观测卫星ResursP1在距离地球50公里的轨道上突然解体。
根据监测数据显示,这颗重量约6吨的卫星至少分裂成了多块碎片。即使分散成块,每块碎片的重量也在6公斤左右,与重型炮弹相差无几。
我国应该采取什么样的措施来应对这种情况呢?
解体碎片的威力数十亿个各种碎片在距离地球数百公里的太空中高速旋转,每秒速度达到7到8公里。
这些废弃物主要源自废弃的航天器、火箭残骸和其他航天活动产生的各种掉落物品。
就算是直径仅有10厘米的大型碎片数量也高达2.5万个,而更小的几毫米级别微小碎片更是数不清的。
在国际空间站的历史上已经多次确认,即使是微小如瓶盖大小的太空垃圾,一旦在高速运转时与空间站相撞,也会带来像子弹一样的破坏力。
年,一枚直径为2毫米的小孔撞击了空间站。幸运的是,地面人员和宇航员及时发现并修补了这个损坏。
在年,俄罗斯的联盟号载人飞船遇到了一个仅有0.8毫米大小的小孔导致的制冷剂泄漏问题。
为了处理这起事故,俄罗斯花费了大量资金,并历经漫长时间才成功将宇航员安全带回地球。这说明即使是微小的碎片,也可能导致严重后果。
目前令人担忧的是,地球轨道上日益增多的太空垃圾尚无有效清除方法。
尽管较大的碎片可以通过提前发现并调整空间站轨道来避免,但对于难以探测的微小碎片,空间站和航天器只能被动地抵御。
在面对这种威胁时,各国航天机构只有通过持续加强监测和预警能力,以尽可能减少遭受撞击的风险。
然而对于经营空间站和航天器的单位来说,他们必须时刻保持警惕,随时准备处理可能出现的紧急情况。
我国空间站防护工作针对俄罗斯卫星解体事件,我国神舟十八号的宇航员在空间站机械臂和地面科研人员的协助下,为空间站舱外的管路、电缆和关键设备安装了防护装置,以防止空间碎片的影响。
我国的空间站的防护装置究竟是什么样的呢?
据报道,我国的空间站采用了一种更为巧妙的passivelyprotectivedesign来装置防护系统。
其主要概念并非仅仅依赖沉重的装甲来抵御冲击,而是利用复合材料和结构设计来吸收和减轻来袭碎片的能量。
在我国"天宫一号"太空实验室建设阶段,这种防护设计的思路首次得到初步应用。
尽管缺乏复杂的复合材料技术,但研制团队通过巧妙的结构设计成功将实验舱的防护能力提升了超过倍。
这些珍贵的实践经验为后来的"天宫"空间站的防护设计奠定了良好基础。
这种复合材料+结构防护的理念主要集中在两个方面,具体而言。
利用玄武岩、芳纶等先进复合材料制作防护板是一种方法,可以吸收撞击碎片的动能。
另外一种方法是在舱体外部安装辐射器等配件,使得碎片在经过多重防护结构逐层减速,最终确保舱壁不会遭到直接穿透。
这一设计理念与第三代主战坦克采用的复合装甲概念十分相似。
然而,因为空间站无需在复杂战场环境中抵抗导弹、炮弹等强烈攻击,所以其防护结构的厚度和重量要远低于坦克装甲。
调整轨道、避免碰撞,不仅有助于减轻空间站的压力。
被动防护设计仅仅是不够的,空间站还需依赖强大的主动防护能力来保障在轨运行的安全。其中,地面监测和预警系统扮演着关键的角色。
借助复杂的监测系统,地面人员可以全方位监控近地轨道上的各类目标,并及时识别可能与空间站发生交会的飞行物体。
一旦察觉到潜在危险,他们会立即通知在轨宇航员,以便空间站采取主动的轨道调整措施。
作为空间站的核心舱,天和拥有强大的动力系统作为支持。
它拥有0台不同类型的发动机,包括4台轨道控制发动机,22台姿态控制发动机和4台霍尔效应推进器,随时可以启动。
这些动力装置能够准确控制空间站的轨道变化,以确保其成功避开即将出现的危险碎片。
新技术加持空间防护中国天舟七号的太阳翼采用了新技术,以躲避太空垃圾。
天舟七号采用的半刚性太阳翼,相较于之前采用的刚性太阳翼,在实现轻量化的同时,还具备更高的安全性和承载能力,展开速度也大大加快。这些优势为天舟飞船提供了更可靠的能源支持。
在此之前值得注意的是,天舟货运飞船的太阳翼结构中所使用的碳纤维零部件一直都需要依赖进口原材料。这不仅增加了成本,也给产品的质量控制带来了不确定性。
然而令人高兴的是,天舟七号的团队在研发过程中成功解决了这个难题,成功实现了太阳翼的“骨骼国产化”。
经过深度技术论证和多次试验,研发团队找到了可靠的国产化解决方案,不但确保了产品性能指标,还显著减少了成本。
我国航天事业在这方面迈出了新的步伐,显然提高了自主创新能力,为未来太空探索工作奠定了牢固基础。
太阳翼本身就属于高度复杂的航天设备,它不仅需要经受严苛的温度变化,还必须具备优异的抗撞击性能。
就拿我国的"问天"实验舱来说,其太阳翼支撑机构采用了轻巧但强韧、耐磨能力高的材料,既能承受强烈的冲击负荷,又保证了尺寸稳定性。
这优良的工艺设计,毫无疑问为天舟七号的太阳翼改进提供了重要的参考。
总的来看,我国空间站已经采取了多种措施来避免太空垃圾的影响。尽管这些措施旨在保护空间站,但我们真诚地希望有一天能够有效处理这些太空垃圾。
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