王冠琳

地球高空垃圾很多，棄用后仍飄浮在大氣層中的人造航天器碎片高達(dá)50萬件，它們的速度是子彈速度的10倍。一旦被碎片擊中，還在使用的航天器基本就報廢了。在這樣危險的環(huán)境下，飄浮著一臺人類歷史上最昂貴的機(jī)械裝置：國際空間站。這個總重量達(dá)460噸的龐然大物是如何在“槍林彈雨”中生存的呢？

國際空間站不獨(dú)屬于哪個國家，它是國際合作的產(chǎn)物，因此，保證空間站的安全和正常運(yùn)營是各國的共同責(zé)任。在美國戰(zhàn)略司令部的空軍基地中，有一份《宇宙垃圾名錄》，里面記載著所有直徑超過10厘米的太空垃圾的名字。每天，工作人員會在早中晚不同時間，將這些太空垃圾的運(yùn)行軌道和空間站的軌道進(jìn)行對比，用于判斷被“擊中”的風(fēng)險有多大。如果判斷出碎片即將進(jìn)入空間站的安全距離，空軍基地就會向美國宇航局發(fā)出警報。一旦碰撞概率達(dá)到萬分之一，即使需要中止太空任務(wù)，空間站也必須移動。

之所以要提前預(yù)計(jì)風(fēng)險，是因?yàn)榭臻g站每做出一次閃避的動作都需要至少30小時。

別看空間站這么重，事實(shí)上它是個相當(dāng)靈活的“胖子”。它不僅可以改變軌道高度和運(yùn)動方向，還可以做出翻滾和騰挪的動作。此外，彈道專家還將使用附在空間站上的飛船推進(jìn)系統(tǒng)來改變位置。前來運(yùn)送補(bǔ)給的太空船也可以幫忙，推上一把空間站。2015年，彈道專家就利用來送貨的“進(jìn)步號”飛船的推進(jìn)器將空間站的軌道提升了約1000米，成功避開一枚火箭碎片。

如果專家們直到最后一刻才發(fā)現(xiàn)碎片來襲怎么辦？這時他們只能啟動名為“碎片來襲的預(yù)定躲避特技”的方案，即省略前期所有溝通環(huán)節(jié)，不管不顧地啟動推進(jìn)器，以0.5米每秒的高速向前沖，讓空間站到達(dá)另一個地點(diǎn)。當(dāng)然，這個方案是很危險的保底方法，不僅不一定奏效，還可能撞上前方的其他碎片。而一旦被碎片擊中，不僅空間站可能墜毀，里面的宇航員和實(shí)驗(yàn)中的科學(xué)家也會喪命。因此，在加速計(jì)劃執(zhí)行時，空間站中的人員需要躲到附屬的“聯(lián)盟號”太空飛船中去，做好隨時逃難的準(zhǔn)備。2011年，“聯(lián)盟號”就立了一次大功，當(dāng)時發(fā)現(xiàn)太空碎片過晚，連最后的躲避方案也沒能奏效，空間站中的所有人只好躲到“聯(lián)盟號”中去。最后那枚碎片就在距空間站僅725米的上方掠過，一場危機(jī)有驚無險地落幕了。

隨著太空越來越擁擠，國際空間站需要移動躲避的時候越來越多。2020年1月到9月，空間站已經(jīng)移動了3次，其中一次宇航員們還躲入了“聯(lián)盟號”中，而往年移動避險的次數(shù)不足兩次，甚至一次也沒有。這種情況對2020年開始建造的中國空間站“天宮”也是不小的挑戰(zhàn)。

中國也建立了專門的預(yù)警機(jī)制，不間斷地監(jiān)控太空碎片，隨時準(zhǔn)備緊急避險。萬一遇到危險，技術(shù)人員會在地面向“天宮”發(fā)出指令，改變其飛行軌道及速度，避開危險物后，再回到預(yù)定的軌道繼續(xù)飛行。

此外，工程師們還給“天宮”打造了一副“鋼筋鐵骨”，即通過優(yōu)選表面材料、改變結(jié)構(gòu)和增加厚度，來提高航天器抵御太空碎片撞擊的能力，還在太空站的薄弱部位安裝了防護(hù)板，可以遮擋微小碎片對它的撞擊。當(dāng)然還有更先進(jìn)的，比如把航天器防護(hù)屏幕做成網(wǎng)狀，并在防護(hù)屏外涂了一層特殊材料，一旦產(chǎn)生碰撞，產(chǎn)生的能量能與太空垃圾發(fā)生爆炸式的化學(xué)反應(yīng)，促使碎片變成粉末。

“天宮”系列配備了完美的“自殺”方案，確保退役的飛行器不會產(chǎn)生新的太空垃圾?！疤鞂m一號”是中國首個太空空間實(shí)驗(yàn)室，2018年，在完成使命后，“天宮一號”主動離軌，絕大部分器件在空中分解并燒蝕銷毀，剩余殘骸隕落在南太平洋中部海域，既沒有對地面造成任何威脅，也沒有制造太空垃圾。

地球的高空正在變得越來越擁擠，在這里“躲貓貓”的難度也越來越大，希望科學(xué)家們能早日想出更好的辦法應(yīng)對太空垃圾問題。