中国空间站天宫,遭遇多次撞击,现已锁定凶手,飞船携带装甲升空

以山爱科学 2024-06-21 20:27:33

天宫是中国航天事业的骄傲。

它在太空中孤独的遨游,会遇到各种各样的困难,比如各种高能粒子,不仅穿透人体,同样可以穿透空间站。

还有让人始料未及的微流星,太空碎片等等。

就拿一粒只有0.5毫米的碎片,在太空中就足以产生子弹一样的威力。

所以空间站在天空中不仅孤独,还要面临各种危险。

比如中国空间站——天宫,就遭遇了几次这样的撞击。

这样的撞击有时候动静极大,有时候悄无声息。

天宫在一次前期检查的时候,就发现太阳翼受到多次微小颗粒的撞击,出现了轻微损伤。

今天就围绕太空站面临微流星和太空碎片的较量来说一说。

以天宫为例简单说明一下维修中会出现的一些危险。

上文中已经提到,在天宫进行前期检查的时候,发现太阳翼受损。

这种情况如果不加以维修的话,后期就会出现严重后果。

但维修这种事,并不像地面上那么简单,接到命令,就可以直接过去维修。

得寻找时机,将维修过程进行一个流程上的安排,每一个步骤都有精确的操作。

从发现问题,到开始解决问题,时间就已经来到了2023年十二月二十号,执行维修任务的神舟十七号的两位航天员——杨洪波和唐胜杰。

当然这并不是中国航天员第一次进行太空行走,其中杨洪波是第二次。

这次的任务就是在机械臂的帮助下,对受损的太阳翼进行修复性的试验。

这次维修有三个地方很麻烦。

其一太阳翼很薄,还有一定的柔韧性,这就在维修上增加了一定的难度。

毕竟宇航员不是徒手进行维修,而是戴着厚重的手套,非常的不方便。

其二维修时所位于的空间并不大,在这个狭小的空间中要进行至少二十个动作到三十个动作。

紧凑的空间让动作并不流畅。

其三,操作的位置处于一个阴影区里。

不管干什么,人类是依靠眼睛来完成工作的,阴影区就意味着视线不会太好,操作失误的几率就会大增。

所以整个维修操作下来是很困难的,但要求确实每一个设计好的动作都要精确到位,不能有一点差错,甚至每一个动作连成一串,还要求连贯。

这也是为什么这次维修被定性为试验性质了。

好了,对于这次任务的操作都了解了,再来解释一下上边出现的小知识——太空行走。

太空行走是干什么呢?为什么维修一下空间站,要提到太空行走呢?

太空行走又叫出舱活动,是载人航天中一个非常关键的技术。

现在总结起来有六个作用。

其一,对航天器进行组装,比如空间站进行扩建。

其二,就是维修各类航天器。

其三,对卫星的操作,比如回收卫星,释放卫星等等。

其四,完成一些科研上的任务需求。

其五,对其他飞行器上的宇航员实施救援。

最后就是登陆各种星体,比如月球和火星。

而要完成太空行走,是需要很多特殊的技术支持的,哪怕其中一个环节出了问题,太空行走都不可能完成的。

比如在2019年的时候,美国NASA想要让两名女性宇航员,在国际空间站实施太空行走。

结果因为没有两套合适女性宇航员穿着的宇航服,这次太空行走就被取消了。

在地面上衣服不管是大还是小,凑活凑活是可以使用的,但太空不行,不够紧凑的服装,不仅完不成任务,说不准还会对宇航员本身产生危险。

那么太空行走对于宇航员来说有什么危险呢?

第一个危险是减压病。

进行太空行走的时候,宇航员得先进入到一个叫做气阀舱的地方。

因为飞行器内的气压和太空中的气压悬殊巨大,必须在这个地方进行减压处理,宇航员才可以进入到太空。

在气阀舱内,会以非常快的速度将气压归零,这个过程中压力大小变化太快,宇航员就很容易得减压病。

什么又是减压病呢?

就是溶解在人体血液中的气体,主要是氮气,不溶于血液了,跑出来形成了一个个的起泡。

这个原理和汽水饮料一样,打开瓶盖,气压减小,液体内部的二氧化碳气体密集的跑出来。

接着说。

那么氮气出来以后,如果速度太快,轻则皮肤出现皮疹发痒,关节疼痛,重了的话身体的感觉器官就会有问题,出现麻痹甚至是死亡。

克服这一点之后,就会进入到太空。

在天空中操作会出现很多的问题,举一些宇航员本身会出现的问题。

比如人体有时候会出现瘙痒的状况,但隔着一层厚重的宇航服,痒痒都没办法挠。

这种感觉在生活中是有的,比如身体的某个部位,脸或者背部突然痒起来,整个人都会不舒服。

如果痒痒是在耳朵里发生,那种急躁感,有时候会让人坐立不安。

人体是要进行吃喝拉撒,太空行走或许会很短暂,但任务重的话,这个时间就会被拉长。

吃可以通过提前携带在宇航服内的液体食物来解决,那么拉撒呢?

尿不湿只能解决一个,另一个呢?

这些都是问题,都需要解决,这也是为什么,前文提到的太空行走需要特殊的技术进行支持的原因。

这次神舟十七的航天员,修复太阳翼进行了两次太空行走才维修成功。

接着说说太空垃圾

说道太空垃圾,很多人第一个想到的是,废弃的卫星,或者各种人造飞行器爆炸产生的碎片,火箭遗弃的外壳,各种连接设备的部件等等。

比如美国在1958年发射的先锋一号卫星,虽然已经遗弃了,但目前依然在轨飞行。

算是至今现存的最年长的太空垃圾。

以上的确是太空垃圾的主要来源。

其实太空垃圾中有一部分是宇航员弄出来的。

比如在1982年的时候,一位叫瓦伦丁.列博捷夫的苏联宇航员。

他从外面进入到减压舱,也就是前文提到的气阀舱,进行操作。

这本来是一件非常正常的操作,但无奈的是,前期对这个气阀舱进行维修的时候,遗留下来一些螺丝,垫圈,甚至还有一支笔。

所以在打开气阀舱的一瞬间,这些东西就被吸入到了太空中,变成了太空垃圾。

这样的事情有很多。

再比如美国的一位宇航员将一只手套遗漏在了太空中,这只手套在太空中游荡了有三十多年了。

还有美国在1963年实施的西福特计划。

这个计划简单的说,在近地轨道上散步一些金属针,让它们形成一个云状环来加强反射无线电信号。

目的是解决当时美军在通讯上出现的问题。

这些金属针的数量高达四亿三千万根,长度不过1.78厘米,直径25.4微米到17.8微米之间。

如今这个计划已经废弃了,虽然美国说这些针会在太阳辐射下,三年后就会离开轨道坠入大气层,但事实上,它们只是偶然才会进入到大气层,如今七十年的时间过去了,残留在轨道上的数量还是很多。

那么太空垃圾又什么危害呢?

根据现有的调查,太空垃圾一般在一个固定的范围,距离地面三百公里到四百五十公里的范围飞行。

速度非常的快,一秒可以飞行七八公里的样子。

当然了更高的位置上也有,比如三万六千公里的位置上,只是数量少了很多而已,这个位置的太空垃圾的速度一般是两公里每秒。

这样的速度产生的破坏力可想而知。

经过科学计算,一块至今十厘米的太空垃圾就可以做到将一架航天器完全摧毁的程度。

当然不是说直径小的太空垃圾没有危害,或者危害小。

几个毫米级别的太空垃圾虽然不能摧毁一架飞行器,但足够让这架飞行器停止工作。

比如,在1983年的时候,美国的挑战者号航天飞机就出现过这样的问题,被一块直径只有0.2毫米的太空垃圾撞上了,导致舷窗出现问题。

然后这架航天飞机就停飞了。

截止到2015年的时候,统计过这些太空垃圾,独联体国家造成的太空垃圾有近五千块,美国近四千块。

现在的太空垃圾危害很严重。

比如在2009年的时候,美国有一颗在1997年发射的卫星,就与被俄罗斯遗弃的报废卫星相撞,直接导致了美国卫星不能进行正常工作了。

那么如何应对太空垃圾呢?

目前还没有太好的办法,其中流行的一个做法是,给航天器装上防御性的铠甲。

比如国际空间站就曾经由两位宇航员操作,在国际空间站外装了一个金属的遮蔽罩。

遮蔽罩不大,重九公斤,宽0.6米,长0.9米,就是一个铝制的设备,但两位航天员安装了五个小时。

其实类似的工作天宫也做过,比如神舟十八号,接替十七号工作的任务之一,就是增强空间站的防护力。

说的直白一点就是将一些薄弱的地方,加装防护层,尤其是各种电缆和管道都进行了加固。

那么除了加固航天器本身的防御力,还有其他的办法吗?

还真就有——最好的办法躲避。

现在人类已经建立起了监视太空垃圾的网络,比如美国空间监视网络截止到2022年是十一月,监控了两万五千八百五十七个太空垃圾。

不过监控也只能监控个头大的太空垃圾,尺寸太小的无法监控。

然后最好的办法就是清理太空垃圾。

比如在地面发射激光将太空垃圾进行灼烧,降低太空垃圾的速度,让它自动坠入到大气层。

或者开发出专门的飞行器,像垃圾清运车一样,将太空垃圾清运走。

2016年中国就发射了这样的一个航天器,叫傲龙一号,使用一只机械臂捕捉太空垃圾。

目前太空垃圾成为了航天的一个大麻烦。

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以山爱科学

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