超過27000塊軌道碎片或宇宙垃圾被美國國防部的全球宇宙監視網絡 (SSN) 傳感器跟蹤 。近地空間環境中存在更多的碎片——太小而無法追蹤,但大到足以威脅人類宇宙飛行和機器人任務 。由于碎片和航天器都以極高的速度行進(在低地球軌道上大約為 15,700 英里/小時),即使是一小塊軌道碎片與航天器的碰撞也可能造成大問題 。
不斷增加的空間碎片數量增加了所有航天器的潛在驚險,包括國際空間站和其他載人航天器,例如SpaceX的 Crew Dragon 。
美國宇航局認真對待與空間碎片碰撞的威脅,并制定了一套關于怎么應對空間站的每一次潛在碰撞威脅的長期指導方針 。這些指南是更大的決策輔助機構(稱為飛行規則)的一部分,規定了碎片的預期接近程度什么時候會增加碰撞的可能性,從而需要采取規避行動或其他預防措施來確保機組人員的安全 。
什么是軌道碎片?
【太空碎片目前直徑大約10cm的太空碎片有多少個 太空碎片目前直徑大于10cm的太空碎片有多少個】空間碎片包括天然流星體和人造軌道碎片 。流星體環繞太陽運行,而大多數人造碎片環繞地球運行(因此稱為“軌道”碎片) 。
軌道碎片是任何在地球軌道上不再發揮實用功能的人造物體 。此類碎片包括無功能的航天器、廢棄的運載火箭級、與任務相關的碎片和碎片碎片 。
大約有 23,000 塊碎片比繞地球運行的壘球還大 。它們以高達 17,500 英里/小時的速度行進,速度足以讓相對較小的軌道碎片損壞衛星或航天器 。有 50 萬塊大理石大小或更大(最大 0.4 英寸或 1 厘米)或更大的碎片,以及大約 1 億塊約 0.04 英寸(或 1 毫米)及更大的碎片 。還有更小的微米級(直徑為 0.000039 英寸)的碎片 。
當以這樣的速度飛行時,即使是弱小的油漆斑點也會損壞航天器 。許多航天飛機的窗戶被替換,因為被分析顯示是油漆斑點的材料造成的損壞 。事實上,毫米大小的軌道碎片對大多數在低地球軌道運行的機器人航天器來說是最大的任務結束風險 。
計劃和應對碎片
美國宇航局有一套長期存在的指導方針,用于評估這種近距離通行的威脅是否足以保證采取規避行動或其他預防措施,以確保國際空間站及其機組人員的安全 。
這些指導方針本質上是環繞宇宙飛行器畫一個假想的盒子,由于其扁平的矩形形狀而被稱為“比薩餅盒子” 。這個盒子大約2.5英里深,30英里寬,30英里長(4 x 50 x 50公里),中間是國際空間站 。當預測表明任何被跟蹤的物體將通過足夠近的距離,并且跟蹤數據的質量被認為足夠準確時,休斯頓和莫斯科的任務操縱中心將共同努力制定一個慎重的行動方案 。
有時,這些相遇是提前知道的,有時間略微挪移國際空間站,這被稱為“碎片回避策略”,以保持物體在盒子之外 。其他時候,跟蹤數據不夠精確,無法保證進行此類操作,或者未及時識別近距離傳球以進行操作 。在這些情況下,操縱中心可能會允許,最好的行動方案是將船員轉移到俄羅斯聯盟號或美國商業載人航天器中,這些航天器用于運送人員往返空間站 。這同意有足夠的時間通過在發生破壞性碰撞時關閉艙口將這些宇宙飛船與空間站隔離 。如果碰撞導致生命支持模塊失去壓力或關鍵部件損壞,機組人員將能夠離開空間站 。
如果碰撞的可能性足夠大,任務操縱中心還可以選擇采取額外的預防措施,菜葉網,例如讓機組人員關閉一些空間站模塊之間的艙口 。
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