空间碎片导致航天员归途延后

【热点解析】

中国载人航天工程办公室日前通报，神舟二十号载人飞船疑似受到空间微小碎片影响，目前相关团队正在开展详细的风险评估。为最大限度保障航天员安全和任务顺利进行，经过审慎研究，原定于11月5日的神舟二十号载人航天器返回地球计划决定延后。

那么这些让宇航员“归途受阻”的空间碎片是从哪里来的？它到底有多危险，有哪些防范和处置方法？科技日报记者采访了国家空间探测技术领域的知名专家庞之浩，请他为我们解读相关问题。

第一问：空间碎片来源于何处？

人类开展航天活动的同时，也造成了空间碎片的不断积累。

庞之浩指出，废旧航天器及其组成部分为空间碎片的首要来源，包括已经退役的卫星、火箭遗骸和解体散落的部件等，这类碎片占据了空间垃圾总量的四成以上。

同时，航天操作过程中遗留或丢弃的物体也构成重要部分。卫星分离后的固定装置、火箭的保护壳，以及宇航员太空行走时遗失的工具等属于辅助性碎片。除此之外，航天器表面的老化脱落、太阳能板碎片和发动机的残渣等微小物质，也在持续增加空间碎片的数量。

此外，航天器之间的碰撞乃至爆炸产生的次级碎片，更是让空间碎片规模呈现上升趋势。

第二问：空间碎片会造成哪些影响？

空间碎片的杀伤力不可小视。庞之浩提到，即使只有不到1厘米的微小碎片，在轨道上高速飞行时也足以严重损害航天器。

由于空间碎片速度常达每秒7至10公里，带来的动能使其撞击后能够产生巨大破坏力。毫米级碎片会划伤航天器的窗口或太阳能电池板，影响供电或透光性能；厘米级碎片则可能直接击穿外壳、燃料罐或管路系统，引发气体泄漏、爆炸等严重事故。即便未能完全穿透，剧烈冲击也会危及内部导航通信设备。

如果低轨道空间碎片的分布密度超过某一水平，一次撞击会激发连锁反应，导致大范围碎片产生——也就是所谓的“碎片云”与多米诺效应——最终会严重阻碍卫星和载人航天发展，对未来空间探索产生深远影响。

针对太空漫步的航天员而言，空间碎片十分危险。他们的防护服在面对0.1毫米极微细碎片时，也可能被击穿。若航天器遭碎片袭击导致舱内失压，航天员的生命将面临直接威胁。

第三问：目前有哪些有效技术可以降低撞击风险？

人类对于空间碎片的监测与防护技术一直在持续升级。庞之浩介绍，目前主要依赖精准监测以及多模式数据分析来预测碎片风险，并通过主动规避、被动防护及碎片清理等手段予以应对。

空间碎片的常见监测方式有两类。一种是光学检测，利用望远镜和摄像头观察高轨道碎片通过反射太阳光而显现的踪迹。结合高精度光学仪器和图像处理，能够探测到直径10微米以上的碎片，通过多站点联合观测，可以提高轨迹识别和预警的准确率。

另一种是雷达扫描技术，通过发射和接收无线电信号来判断碎片的运动状态。这项技术具备全天候和远距离探测能力，高分辨率雷达可识别厘米级碎片。例如美国空间监测网能定位到10厘米以上的空间废物。

近年来，激光雷达等新兴技术不断涌现，实现更加实时、高分辨率的碎片跟踪。多传感器融合监测则可以把各类观测数据整合，提高识别和跟踪碎片的系统效率，还能直观展示碎片分布，有助于科学评估碰撞概率。

防范碎片威胁的主流措施也在不断进步。庞之浩提到，对于直径超过10厘米的较大碎片，航天器多采用变轨方式主动规避；对微型和难以监测的碎片，则依赖加强防护层及其他被动措施。对于空间碎片的清理，目前已有激光烧蚀、空间网捕、机械臂回收、离子束定向、电磁吸附等新技术在试验推进。

在航天器设计阶段，工程师们也十分重视碎片防控，通过优化外部结构、使用防爆材料和减少易脱落部件等方式，从源头上减少新的空间碎片产生。