耽误航天员回家的空间碎片危害有多大揭秘碎片来源与防范措施

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2025-11-05 20:38:55 人民日报

中国载人航天工程办公室发布消息称，神舟二十号载人飞船疑似遭到空间微小碎片撞击，正在进行影响分析和风险评估。为确保航天员的生命安全和任务的圆满成功，原定于11月5日实施的返回任务将推迟。

这些空间碎片主要来源于人类航天活动。废弃的航天器及相关部件是空间碎片的主要来源，包括退役卫星、火箭残骸以及航天器解体后的残骸等，占比超过40%。此外，航天活动中的操作废弃物也是重要来源之一，如卫星分离时的固定螺栓、火箭的保护罩、宇航员出舱活动时遗落的工具等。另一类是航天器碰撞与爆炸产生的次生碎片，这类碎片数量不断增加，可能导致“碎片雪崩”，使轨道上的碎片密度呈指数级增长。

空间碎片虽然体积小，但其高速运动带来的动能却非常大。即使是直径小于1厘米的微小碎片，也能对航天器造成致命损伤。空间碎片的运动速度普遍在每秒7至10公里之间，这种高速撞击会产生极端破坏效果。毫米级碎片会划伤航天器舷窗和太阳翼，导致透光率下降或供电效率受损；厘米级碎片可直接穿透航天器外壳，击穿燃料箱和管线等关键部件，引发泄漏或爆炸。即使未完全穿透，撞击产生的冲击波也可能震坏内部精密仪器，导致导航和通信系统失灵。当低地球轨道碎片密度达到临界值时，一次碎片撞击可能引发更多撞击，形成“多米诺骨牌效应”，最终可能在轨道上形成一层“碎片云”，彻底阻断人类进入太空或使用卫星的通道，对太空活动造成长期灾难性影响。对于在太空行走的航天员来说，他们对空间碎片几乎没有防护能力，哪怕是直径0.1毫米的超细碎片，也可能穿透航天服的防护层，造成航天员受伤。

目前，人类正在探索多种技术来应对空间碎片撞击风险。预报空间碎片撞击风险主要依靠监测技术和数据分析模型。光学观测技术利用望远镜和相机捕捉碎片反射的太阳光，适用于高轨道碎片的探测。高精度光学系统结合图像处理技术，可分辨直径10微米以上的微小碎片，通过多站联合观测，能综合分析碎片轨迹，减少轨道不确定性，提升预警准确性。雷达监测技术通过发射电磁波并接收反射信号，探测空间碎片的位置和速度，具有全天候、远距离探测能力。高分辨率雷达系统可提供厘米级探测精度，有效识别不同尺寸的碎片。近年来，激光雷达技术、多传感器融合技术以及碰撞概率分析技术等新技术不断出现，进一步提高了碎片识别和跟踪的准确性。

处理空间碎片撞击风险的技术也有多种。对于尺寸超过10厘米的较大空间碎片，航天器倾向于主动实施轨道规避。面对难以观测的小型、微型空间碎片，航天器主要采用被动防护手段。科学家也在不断探索激光烧蚀、太空拖网、机械臂捕获、离子束偏转、电磁吸附清除等碎片清除技术。现代航天器在设计上也充分贯彻空间碎片防控理念，采用防爆燃料贮箱、减少外露部件，从源头上减少空间碎片产生。

(责任编辑：0764)

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