空间站曾多次被撞,真凶已锁定,神十九携带装甲,为天宫加防护罩

慕容子归鸿 2024-11-07 06:30:43

刚刚过去的一周,最大的大事莫过于神舟十九号载人航天飞船的发射,尽管发射时间窗口定在凌晨四点多,还是有很多人观看了直播。

三名航天员有两名九零后,有一名女性,有一名少数民族,这些话题成为人们茶余饭后的谈资。

不过,对于科技发烧友来说,关心航天员人员构成倒在其次,他们首要关注的是航天器使用了哪些“黑科技”,将要进行哪些重要的实验,以及将要完成的“任务”。

本次神舟十九号载人飞船发射,一大任务就是携带厚厚的铠甲,为中国的首座空间站天宫一号加装金刚罩铁布衫。

那么,为什么神州十九号要将笨重又占地方的装甲带上天呢?这背后有着怎样深层次的原因呢?让我们一一道来。

空间站频遭碰撞

作为靠外力发射到太空中的空间站,普遍遭遇着被撞击的严重风险。

比如,俄罗斯发射的国际空间站已经在太空“服役”了二十多年,可是在屡遭撞击之下,早已变得千疮百孔,甚至裂痕遍布,严重影响其科学实验进程。

又比如,神舟十七号航天员乘组汤洪波、唐胜杰、江新林执行任务之前,就曾经向电视机前的观众朋友介绍了他们最为担心的事情,即“空间站被撞击”。

在唐洪波的带领下,神十七航组对太阳翼进行了大规模的维修。

此后,神舟十八号航天员叶光富、李聪、李广苏完成中国空间站被撞击之后的后续处理。

现在接力棒传到了神州十九号乘组手中,他们同样肩负着为天宫一号加装铠甲,对其天和核心舱和太阳翼开展维修维护的重任。

背后真凶被找到

航天事业是壮大国军威,长民族志气的事业,备受中外各国重视。

国家投入了巨大的人力、物力、财力与精力,投入到空间站的研发、发射、维护和科研试验中,怎能允许这种撞击,无形之中缩短空间站的寿命,甚至造成不可逆的损失呢?

因此,以中科院、清华大学航空航天学院等为首的科研教育机构,展开了系统科学的寻根溯源,终于找出了撞击背后的真凶,即无处不在的碎片和“太空垃圾” 。

有几个关键字(词),可以清晰勾勒出碎片和“太空垃圾” 的特点。

一是“多”,据不完全统计,截至2021年,已被发现的大小在10厘米以上的空间碎片数量已经远超23000个,但仍有7000个正处于尚未被精准观测的状态。

至于大小在1至10米之间的空间碎片,数量早已逼近百万,再加上其他各种各样的“太空垃圾”,用“多如牛毛”来比拟一点儿不为过。

二是“快”,这是碎片和“太空垃圾”最致命的特点,根据动量守恒定律,质量极小的碎片和“太空垃圾”,可能会对质量大出很多倍的空间站造成严重冲击。

比如,如果某碎片重达10克,以7公里每秒的速度撞向空间站,那么被撞击的空间站则很有可能会在1.5秒内被打穿,甚至还有可能被直接击毁。

三是“散”,碎片和“太空垃圾”杀伤力再大,如果集中在某一或者某几个区域,那么无论使用空间上的规避,还是集中性的摧毁,都可以有效降低其对空间站的影响。

可是碎片和“太空垃圾”的分布完全呈现混沌状态,让航天工作者如丈二的和尚摸不着头脑。

四是“繁衍”,随着太空科技的发展,航天器的发射量呈现飞速增长,但能够成功返回地球的航天器仅占三分之一左右,其他的三分之二都在太空中自生自灭,产生了大量碎片和“太空垃圾”。

这些碎片和“太空垃圾”不仅会撞击空间站,还会撞击卫星、流星和小行星,这会进一步产生更多的碎片和“太空垃圾”,如同癌细胞的转移和无序增殖一样,完全不在可控范围之内。

根据美国国家航空航天局(NASA)的预测,平均发射一枚航天器,要躲避超过1700次碎片和“太空垃圾”的攻击,才能最大程度保证安全系数。

大多数航天器只是太空的匆匆过客,至于长期“驻扎”在太空的空间站,要规避的碎片和“太空垃圾”的数量,则要指数级增长。

神十九:携带装甲上天

人类对太空的探索永无止境,各种各样的艰难险阻压不跨人类的智慧。

为了对抗碎片和“太空垃圾”的撞击,航天工作者从古代两军对垒、矛盾之争的场面中受到启发,何不给空间站加装金刚罩铁布衫,使得“攻击者”无从下手呢?

事实上,早在神舟十八号发射的时候,就携带了盔甲和撞击预警系统,为天宫空间站提供了初步保护。

只是由于时间仓促,且对于碎片和“太空垃圾”的研究,还有许多关键性环节没有攻破,因此尚有许多待提高之处。

利用神舟十八号到神舟十九号发射的中间时间窗口,来自全国各地的相关专家汇聚北京,加班加点进行研究;

硬件上使用更加耐高温、耐缺氧环境、耐撞击压力的材料,工艺上实现制造的精细化、体积的轻型化与连接的紧密化;

软件上实现数据的可控化、调整的灵活化与预测的精准化,全面实现迭代升级,科技助力“引东风”,防护工程步入“快车道”。

终于到了神舟十九号发射的日子,研制一新的 “碎片防护加固装置” ,连同其他的防护装甲设备,被装在实验舱内,随同长征二号F遥十九运载火箭发射升空,即将为饱受碎片与“太空垃圾”困扰的天宫空间站带去一场“及时雨”。

其他黑科技助力

除了防护装甲之外,还有哪些黑科技,能够对碎片和“太空垃圾”产生致命性杀伤呢?

一是碎片和“太空垃圾”清除器。

我国曾经向太空中发射过“遨龙一号”,目的就是清除主要航空器特别是空间站附近的碎片和“太空垃圾”。

这种变被动为主动的方法,变“消极防御”为“积极防御”,确实能够起到出人预料的效果。

不过目前还不够完善,特别是还未能解决长续航性、全覆盖性、深度清理性等关键性问题,需要继续加以改进和提升。

二是加装自动躲避系统。

类似于自动驾驶领域的障碍物规避,空间站能够精准预测到碎片和“太空垃圾”的攻击方向,自动做出针对性的闪躲腾挪等动作,使得攻击者无功而返。

该想法确实极富创造性,不过实现起来难度较大,并且对于多个方向同时被攻击的情况,如何解决还需要克服很大的困难。

三是加装吸收器。

如果把空间站比喻成蜘蛛织成的网,那么碎片和“太空垃圾”就如同蚊子、苍蝇等,加装了吸收器之后,就会将它们统统“吃掉”,不仅避免了危害,还能够转化成电能、化学能、机械能等能量,彻底实现“变坏事为好事”。

不过,天马行空的创意和战斗力之间,还有很远的路要走。一方面,必须加强集中攻关,做到问题不解决不松手,解决不彻底不放手。

另一方面,必须加强国际交流与合作,容纳百家之长,反过来共同造福人类。

对于神州十九号载人飞船带上天装甲的原因,你了解了吗?你认为还有哪些办法呢?欢迎留言进行分享。

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慕容子归鸿

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