发现凶手！中国空间站多次遭到撞击，目标锁定，神舟十八携带装甲

        万众期待的神舟十八号飞船，4月25日晚上8点59分发射，叶光富、李聪、李广苏三人要在太空待六个月。期间他们将进行两到三次出舱行走，有一个非常重要的任务，就是给空间站的外壳，安装更多的装甲，增强对空间碎片的防护能力。

咱们空间站好好的，为什么突然要安装新的装甲呢？因为我国空间站目前面临的安全防护问题，已经越来越严重了。

        第一个舱段——天和核心舱，是2021年4月底发射的，到现在刚好三年了。这三年以来，我国空间站遭遇了多次空间碎片的撞击，太阳翼上面有撞击破损，神舟十七号两次出舱，都是为了修复破损。

（航天员出舱）

什么是空间碎片呢？

        我们来看2021年新华网给出的官方定义，空间碎片是指地球轨道上或者再入大气层的一切已经失效的人造物体，俗称“太空垃圾”。这个定义非常严格——是人类产生的。

        像是宇宙中本来就存在的天然陨石，虽然也可能会撞击空间站，但它们不属于空间碎片。

        目前太空所有的人造物体当中，只有10%是处于正常工作状态的航天器，比如卫星、飞船、空间站。剩下的90%，都是空间碎片。

        可以说，世界上最大的垃圾场，就在我们头顶，每时每刻都在天上飞。

空间碎片主要有四种：失效航天器、火箭残骸、操作性碎片，还有解体碎片。

        比如历史上发射的绝大多数航天器，燃料用完了就等于失去控制，就属于失效航天器，占太空中所有人造物体的12%。

（星箭分离，末级火箭也会留在太空，有些会慢慢坠落）

        发射卫星的最后关头，星箭分离，燃烧完毕的末级火箭并不会直接掉下来，而是会留在轨道上，这就是火箭残骸，这类碎片占比8%。

        火箭在太空飞行过程中，产生上千度高温和强烈振动，再加上太空环境恶劣，这时可能有一些碎片脱落；或者卫星释放的时候，爆炸螺栓点火，也会产生碎片。这些因为人类技术手段的原理性限制，在航天活动中无法避免的碎片，就叫操作性碎片，占了8%。

（碰撞会产生大量碎片）

失效航天器、火箭残骸、操作性碎片，这三种碎片如果在太空中碰撞，就可能会解体，产生大量新的碎片，这就是解体碎片，占比高达60%，是最多的一种。

除了这四种主要的碎片，还有一小部分碎片产生的原因难以统计，就归类为异常碎片，占比2%。

        根据全世界航天机构的观测统计，截止到2021年，已经观测到的、大于10厘米的空间碎片大约有23000个，估计还有7000个没有被观测到，总数量有3万个。

        1厘米到10厘米之间的碎片，更难被观测到了，只能估计一个数量，大约是90万个。

        而小于1厘米的碎片，数量才是主力，至少超过了1亿个。这么小的碎片在我们生活中可能很不起眼，但是在太空，就完全是可怕的杀手，因为它们都是以接近第一宇宙速度（每秒7.9公里）飞行的，比一般子弹的速度快了一个数量级。

（国际空间站机械臂被击中）

        这张照片，是国际空间站的加拿大机械臂，上面有一个直径几厘米的洞，就是被一个几毫米的空间碎片打出来的。这还好只是打在了机械臂上，如果打到了空间站的核心区域，可能就会导致漏气失压，破坏设备，运气差一点甚至可能直接杀死航天员。

        国际空间站在太空二十年了，太阳能电池板已经是千疮百孔，有几百个撞击点了，大部分是被灰尘那么大的空间碎片和微陨石撞出来的凹痕，但还有一些是被打穿了。

（国际空间站太阳翼受损特写）

        中国空间站也遭到了多次撞击，太阳翼发生破损。有一个细节，神舟十六的三位航天员当中，有两位是飞行工程师、载荷专家；而神舟十七的三个人都是解放军飞行员出身，这样的用人可能就考虑到了维修任务很艰巨的因素，两次出舱任务时间都达到了8个小时，就是为了检查、修复这些撞击点。

        这次神舟十八的三个人，也都是飞行员出身，李广苏之前是飞歼10C战斗机的。这样的人选安排，可能也有空间站防护方面的考虑，因为神舟十八任务期间将进行两到三次出舱，主要就是为了给空间站增加防护装甲。

（出舱维修任务很重）

        有一种说法，说我们的空间站就像是在枪林弹雨里飞行，虽然有一点夸张，但如果人类不采取措施减少空间站碎片，过不了多少年就真的是这样了。

        地球虽然没有天然的光环，但是现在已经有了两个太空垃圾带，一个在2000公里以下的低轨道上，还有一个在36000公里的同步轨道上，这两个地方是空间碎片最密集的地方，它们就是地球的“光环”。

        尤其是最近几年，美国率先打造了一个星链，截止到今年3月已经超过6000颗，未来将超过20000颗。我经常看到有人说太空很大很空旷，说不要夸大星链碰撞的风险。但是星链这种规模的发射，已经大幅增加空间碎片的风险，这是不容忽视的事实。

（地球人造光环：空间碎片模拟图，欧空局发布）

       太平洋已经有一个上千公里的“垃圾大陆”了，如果我们不尽早采取行动，等到空间碎片的撞击风险无限增加，那可真是物理意义上的作茧自缚了。

        但是很遗憾，目前人类能采取的措施很有限，这是技术水平决定的。只要没造出太空电梯，人类依靠化学火箭进入太空，就是避免不了制造碎片。

        比如说Space X猎鹰9号火箭，虽然说它是可以重复使用的，但它是一种两级火箭，只有第一级能够回收，第二级火箭把卫星送到太空以后，也是没有办法回收的。

（猎鹰9号也无法回收二级火箭，会制造大量空间碎片）

针对空间碎片，我们现在只能做三件事：

        一是尽量减少碎片的源头，比如改进火箭的材料技术，尤其是爆炸螺栓这样的火工品，改进工艺可以大幅减少操作性碎片的产生。

        二是主动防御，2016年6月中国发射了“遨龙一号”空间碎片主动清除飞行器，成功进行了空间碎片的探测、识别、跟踪和操作试验。未来我国航天器可能使用激光之类的手段，在轨清理高威胁碎片。

        三是被动防护，惹不起躲得起；躲不起扛得住。

（太空网兜，拖走轨道垃圾，也是一种办法）

中国空间站目前已经采取了5个被动防御措施：

        第一，用雷达、光电设备等追踪手段，提高空间态势感知，提升对低轨小目标的精确预报能力，优化碰撞预警和规避的流程，减少反应准备时间，虚警率也降低了30%。前两年美国太空军操作星链卫星两次逼近中国空间站，导致我们进行机动规避，以后估计也少不了这种事情。

        第二，对空间站的外观进行高分辨率的光学检查，之前是航天员用手拿相机拍一遍，今年增加了一个功能，就是用机械臂抓取高清相机拍摄，这样航天员就不用出舱了。

        第三，增加防护装甲。其实我们空间站外壳本来已经有一层装甲的，但目前看来还不够，还得加。根据现有的碰撞数据分析，判断空间站容易遭受撞击的薄弱环节，研制新的防护装置，从神舟十八开始执行，首次把新的装甲材料送上去。这句话意味着后续神舟十九、二十，都可能要把增加装甲作为任务之一了。

（我国空间站核心舱特写，箭头所指就是自带的装甲板，但目前看来还不够）

        第四，给空间站安装了新的撞击泄漏监测和定位系统，哪里漏气了可以第一时间报警定位，航天员可用于故障处置的时间增加了五倍，不行了就坐神舟飞船紧急撤离。

        第五，中国在载人航天官网上定期向全世界发布空间站的轨道参数，与其他航天国家建立飞行安全沟通机制。

（从神舟十三开始，航天员都要进行应急撤离演练）

        空间站就像是公海上的船只，大家都记得“银河号”事件吧，道理是一样的，如果没有足够的实力，空间站也会被霸权主义拦截，他们是干得出来这种事情的。好在我们现在实力强大了，有能力维护太空资源的安全使用。

        我们希望和平利用太空，但是和平只存在于导弹的射程之内，手里没剑跟有剑不用，是两码事。

祝愿神舟十八三位航天员在太空一切顺利！

（神舟十八乘组，叶光富、李聪、李广苏）