航天员 独门绝技!面对1.7亿个太空碎片,神舟13号、空间站是如何躲过的?


航天员 独门绝技!面对1.7亿个太空碎片,神舟13号、空间站是如何躲过的?
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航天员 独门绝技!面对1.7亿个太空碎片,神舟13号、空间站是如何躲过的?
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2021年10月16日神舟十三号载人飞船成功将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送往了预定轨道 。
按照计划等问天、梦天两个实验舱对接完成后 , 意味着天宫号空间站组建完成!我国空间站组建工作按计划有序推进 , 但太空中的邻居——国际空间站似乎已力不从心 美国专家曾信誓旦旦表示能运转到2028年 , 俄罗斯航天技术人员则直言:能挺到2024年已属万幸——“还要啥自行车”!
国际空间站近年来可谓命途多舛 。 2016年国际空间站穹顶舱的玻璃窗毫无征兆地出现了一个7毫米左右的凹坑 , 经核实是由直径几毫米的太空碎片撞击所致 。
2018年国际空间站内的气压开始缓慢下降 , 一度造成航天人员要乘飞船紧急撤离 , 后来在联盟号飞船发现了一个两公分的透明圆孔!俄罗斯宇航员普罗科皮耶夫急中生智用环氧树脂封堵了小洞 , 空间站气压才得以恢复 。
到底什么原因产生的小孔 , 俄罗斯、美国相互指责 , 到现在也没有一个确切说法 , 某航天专家推测可能是太空中肆意飞行的碎片造成的 。
太空碎片不只是袭击飞船 , 太空中的任何一个飞行器都不能幸免 。 阿特兰蒂斯号是美国宇航局的第四架航天飞机 , 重77.7吨 , 执行过17次航天任务 , 在2000年的一次航天飞行时被一个毫米级的太空碎片撞到了热控管路外壁 , 只有碎片直径稍微再大点管路则会破碎 , 引发不可估量的灾难 。
那么问题来了 , 为何太空中有这么多的碎片?我国天宫号空间站为避免被碎片碰撞又有哪些“独门技能”。
太空碎片也称太空垃圾 , 大部分是人类探索太空国产中废弃的火箭、卫星残骸 , 航天器碰撞产生的碎片 , 也包括太空小型飞行物等等 , 其中3000颗卫星因各种原因报废产生的大量碎片 , 至今还飘荡在地球轨道 。
航天组织曾对地球轨道的太空碎片有一个初步统计:截止2017年大约有总重7400吨的太空碎片 , 其中1/3集中在200-1500公里的范围内 , 而国际空间站和我国天宫号空间站在300-450公里范围内运转 。 太空碎片数量大约为1.7亿个 。
按照太空碎片的大小又分为毫米级碎米与厘米级碎片 , 个个都不是省油的灯:1毫米~1公分的约为1亿个 , 这是破坏力最小的碎片 , 但足以把薄壁砸出一个小坑 。 因为数量实在是太多 , 空中飞行的卫星每年都会受到它们的摧残;1公分~10公分的碎片则超过70万个 , 这是太空中最危险的一种碎片 。 经测试一个直径1公分左右的碎片以每小时8-12公里的速度朝着航天器袭来 , 分分钟可将一个航天器肢解掉 。
那么我国的卫星、空间站是如何应对太空碎片的袭击呢?实际情况是 , 我国已准备了多套方案 。
增强飞行器外壁硬度提升飞行器抗击打性 , 是研发人员最先相当的方法 , 俄罗斯、美国的第一方案也是如此 。 以俄罗斯为例 , 愣是发挥了国人的强硬做派 , 在空间站建起了防护罩 , 单个防护罩长0.9米、宽0.6米、重9公斤 , 等数个防护罩连成一体后已能阻挡相当一部分太空碎片 。
我国则吸取了美国、俄罗斯的教训 , 在建造伊始便从结构、材料等方面强化航天器的抗击打、碰撞能力 。 比如这次天宫号空间站的外壁采用了玄武岩填充式防护结构 , 该结构是科研人员从碳化硅毯、Kevlar纤维织物等几十种材料中经过层层筛选而言 , 不仅质量轻还兼具韧性 , 可与国际主流的Nextel填充式防护结构相媲美 , 且相比之下玄武岩更适合我国空间站站的整体结构 。
【航天员|独门绝技!面对1.7亿个太空碎片,神舟13号、空间站是如何躲过的?】这还不算完 , 科研人员还在空间站的外壁上安置了大量传感器 , 时刻监测外壁情况 , 一旦有垃圾碎片撞击到外壁 , 航天人员立即在室内显示屏看到具体位置及损伤程度 , 从而压缩“抢救”时间 。

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