近些年我国航天器多次因空间碎片的撞击而受损。例如,2025年11月,航天员发现我国的神舟20号载人飞船因为空间微碎片撞击,导致返回舱舷窗最外层防热玻璃出现细微裂纹,使得该载人飞船不再具备安全载人返回的条件,最终神舟20乘组不得不换船返回地面。
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空间微碎片虽小,但由于速度极快,高达数公里每秒,具有极高的动能,被其撞上后不仅会损坏航天器,还有可能威胁到在轨航天员的安全。如果是被大型碎片撞上,航天器就直接报废沦为太空垃圾了。
为了进一步降低我国航天器被空间碎片撞击的概率,近期央企星图测控向外界公布了“星眼”太空感知星座的建设计划,旨在构建覆盖全球、响应迅速的近地轨道监测网络,从而加强我国在天基空间碎片监测与太空交通管理方面的能力,为我国航天活动保驾护航。当然,“星眼”星座并非因神舟20号被撞后才启动建设,应该是早有规划。
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根据规划,该监测网络由156颗卫星组成,将分两期建设,前期发射12颗高性能骨干感知卫星,后期发射144颗低成本增强感知卫星。其主要监测区域聚焦低轨,同时兼顾高轨重点区域。这些卫星不仅具备强大的感知能力,还具备强大的在轨数据处理能力。按计划,2026年上半年,该星座将发射2颗试验星,验证技术与积累数据。
相较于地基航天器与空间碎片监测预警系统,天基监测系统不仅可实现全天候24小时监测,还能提高微小目标识别能力和预警时效性。据星图测控介绍,“星眼”系统可识别跟踪1厘米级空间微小碎片,支持30分钟内完成编目、定轨与碰撞概率计算。
该星座建成后,未来在强大的天基监测能力加持下,我国的航天器通过提前变轨、主动规避,可进一步降低被空间碎片或他国航天器撞上的概率,进而提高空间站、飞船、卫星等航天器的安全,减少不必要的损失。
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自1957年苏联发射人类首颗人造卫星“斯普特尼克1号”,拉开航天时代的序幕至今,人类开展航天活动的历史已有68年。在这数十年间,地球轨道上因人类发射火箭、废弃卫星、失控碰撞、反卫星实验等因素产生的太空垃圾和空间碎片越来越多,其中近地轨道是重灾区。
据欧空局发布的《2025年太空环境年度报告》显示,地球轨道上直径大于10厘米的空间碎片超5万块(包含在轨活跃航天器);直径介于1~10厘米的碎片约有120万;直径介于1毫米~1厘米的碎片,基于统计模型估算约有1.4亿块。
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目前地球轨道上的空间碎片数量极多,分布范围极广,从近地轨道到地球同步轨道均有。这些空间碎片,特别是难以监测的大量微小碎片,已经在一定程度上影响到了人类航天事业的可持续发展以及载人航天活动的安全。
那么除了进行实时监控主动规避,为航天器加装防撞保护装置外,人类有办法将这些空间碎片从轨道上彻底清除吗?
尽管对于近地轨道的某些高风险大型碎片,可以尝试通过机械臂抓取、拖网捕获等方式直接拖至大气层烧毁,或者可以尝试通过激光照射等非接触式方法加速其轨道衰减过程,但这些方法都尚处于研究或验证阶段,并且这些方法均面临清除成本过高、效率过低的难题。总的来说人类目前还没有找到切实可行的方法来彻底清除或减少这些空间碎片!
人类开展航天活动过程中,遗留在地球轨道上的太空垃圾是空间碎片不断增多的主要源头。目前最可行的办法还是各航天国家共同合作,积极遵守和维护国际航天活动准则,维护太空秩序,通过技术手段减少太空垃圾的新增。例如,普遍给卫星配备动力系统,让其寿命到头后主动离轨。
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目前地球轨道上的航天器总数已有上万,随着星链等动辄部署几千上万颗卫星的大型星座项目的增多,未来地球在轨航天器总数将达到十万甚至数十万。若不主动采取措施,那大家都将承受太空垃圾不断新增所带来的恶果。
不过幸好,中、美等航天国家早已意识到太空垃圾的危害,已经在通过实际行动尽量避免太空垃圾的产生。例如,国际空间站未来退役后,就将采用专用离轨飞行器使其受控离轨坠入南太平洋无人区,而不是继续留在轨道上成为太空垃圾、沦为产生空间碎片的源头。
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