太空中的一次意外撞击,让中国航天员回家的日子推迟了数日,却也见证了中国航天科技的韧性与智慧。
近日,神舟二十号载人飞船疑似遭遇空间微小碎片撞击,返回任务被迫推迟,引发全国关注。在太空中,即使是一粒毫米级的碎片,也足以让一座价值连城的航天器陷入危机。
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但中国航天员和地面科研团队临危不乱,展开了一场太空中特殊的“体检”。随着检查工作推进,神舟二十号即将带着航天员和那套已创造“4年20次”延寿纪录的国宝级舱外航天服回家。
可能很多人都疑惑,这些耽误航天员回家的“罪魁祸首”空间碎片,到底是什么来头?
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全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩解释道,空间碎片由人类航天活动直接产生或间接衍生,废弃航天器及相关部件是空间碎片最主要、最直接的来源,占比超过40%,包括退役卫星、火箭残骸、航天器解体残骸等。
更令人担忧的是,太空中的碎片数量正在不断增加,航天活动中的操作废弃物,如卫星分离时的固定螺栓、火箭保护罩、航天员出舱活动时遗落的工具,以及航天器表面老化脱落的涂层碎片,都在太空中形成了庞大的碎片群。
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别小看这些空间碎片的威力,即使是直径小于1厘米的空间微小碎片,凭借极高速度带来的巨大动能,也能对航天器造成致命损伤。
空间碎片的运动速度普遍为7-10公里/秒,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、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、管线等关键部件,引发泄漏或爆炸。
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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、通信等系统失灵。
北京航空航天大学航空专家、《航空知识》主编王亚男分析,神舟二十号载人飞船可能遭到了微小碎片的撞击,这可以通过声音或数据来确认。
飞船可能在轨听到撞击的声音,或者飞船上的传感器给出了数据,又或者是撞击产生的震动引发了飞船某些系统的故障告警。
面对疑似撞击,中国航天员和地面控制中心没有慌乱,而是按预案展开了一系列严谨的操作。
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王亚男表示,确认飞船受到微小碎片撞击后,就要对飞船系统的完好性和功能可靠性进行排查,相当于要对神舟二十号载人飞船的全系统做一次“在轨的质检”。必须确认它健康,才能让它携带航天员返回。
航天员们在此期间比较繁忙,要对神舟二十号做一次临时在轨的全面诊断。
如果没有故障,就可以在稍后启程返航,如果有故障,可能就涉及到在轨维修、备件更换或对于冗余系统启用操作措施,然后再启动返航程序。
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王亚男认为,初步判断此次撞击影响不大,但载人飞船必须坚持万无一失的安全标准,对可能的隐患必须要谨慎进行排查后,才能带着我们的航天员回家。
本次神舟二十号任务的一大亮点,是那套已创造纪录的舱外航天服B,这套航天服已累计保障20次出舱任务,成为中国空间站首套实现“4年20次”延寿目标的舱外航天服。
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中国空间站舱外航天服是第二代“飞天”舱外航天服,按照设计标准,使用寿命为“在轨贮存3年,其间出舱使用次数不小于15次”。
至2024年初,在轨飞行的舱外航天服已经接近“3年15次”的寿命设计指标极限。
为了解决这个问题,科研团队制定了科学合理的寿命评估、健康监测方案和在轨检测方法,通过深入挖掘在轨和地面试验数据,开展了大量材料级和产品级的验证试验,实现了舱外航天服在轨健康与延寿的动态精准评估。
经评估,舱外服B状态稳定良好,成为中国首次在轨开展寿命评估并延寿使用的飞行产品。
这套舱外航天服B已由11名航天员在8次载人飞行任务中接力使用,为航天服工程应用质效提升和空间站常态化出舱活动任务提供了坚实支撑。
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舱外航天服相当于一个微型载人航天器,代表着高科技领域的尖端技术,是一个国家载人航天实力的重要体现。
2008年,在神舟七号任务中,航天员翟志刚身着“飞天”舱外航天服,首次成功实现出舱活动。到了空间站阶段,航天员要进行更长时间的舱外操作,这对舱外航天服性能提出了更高要求。
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为此,第二代“飞天”舱外航天服突破了长寿命、高安全可靠性、高效作业支持等关键技术,有力保障了中国空间站建造期及运营期的出舱活动任务。
舱外航天服对于真空、辐射和高低温的超强防护作用,主要源自服装的多层设计。
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航天服的最里层是衬里和尿收集装置,衬里外是用于散热的液冷通风层,液冷通风层外是用于产生一定压力的加压气密层,再外一层是限制加压气密层向外膨胀的限制层,限制层外是对付舱外大温差变化的隔热层,最外面则是保护层,由多种纤维复合。
更令人振奋的是,中国正在加紧研制登月服。
去年9月,中国登月服外观首次亮相,按照计划,中国将在2030年前实现载人登陆月球并开展科学探索,其后将探索建造月球科研试验站。
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随着神舟二十号返回任务重新启动,那套创造了“4年20次”出舱纪录的舱外航天服B也将随航天员一起回到地球,这套国宝级航天服不仅代表着中国航天科技的成熟,更是中国航天人从“跟跑”到“并跑”乃至“领跑”的最好见证。
而在不远的将来,中国航天员将身着新一代登月服,在月球表面留下中国人的足迹。从近地轨道到月球,再到更远的深空,中国航天正一步步迈向更广阔的宇宙。
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