空間站正在太空中躲貓貓

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。在這樣危險的環境下，飄浮著一臺人類歷史上最昂貴的機械裝置：國際空間站。這個總重量達460噸的龐然大物是如何在“槍林彈雨”中生存的呢？

國際空間站不獨屬于哪個國家，它是國際合作的產物，因此，保證空間站的安全和正常運營是各國的共同責任。在美國戰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行軌道和空間站的軌道進行對比，用于判斷被“擊中”的風險有多大。如果判斷出碎片即將進入空間站的安全距離，空軍基地就會向美國宇航局發出警報。一旦碰撞概率達到萬分之一，即使需要中止太空任務，空間站也必須移動。

之所以要提前預計風險，是因為空間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，事實上它是個相當靈活的“胖子”。它不僅可以改變軌道高度和運動方向，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系統來改變位置。前來運送補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“進步號”飛船的推進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現碎片來襲怎么辦？這時他們只能啟動名為“碎片來襲的預定躲避特技”的方案，即省略前期所有溝通環節，不管不顧地啟動推進器，以0.5米每秒的高速向前沖，讓空間站到達另一個地點。當然，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，里面的宇航員和實驗中的科學家也會喪命。因此，在加速計劃執行時，空間站中的人員需要躲到附屬的“聯盟號”太空飛船中去，做好隨時逃難的準備。2011年，“聯盟號”就立了一次大功，當時發現太空碎片過晚，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，空間站已經移動了3次，其中一次宇航員們還躲入了“聯盟號”中，而往年移動避險的次數不足兩次，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。

中國也建立了專門的預警機制，不間斷地監控太空碎片，隨時準備緊急避險。萬一遇到危險，技術人員會在地面向“天宮”發出指令，改變其飛行軌道及速度，避開危險物后，再回到預定的軌道繼續飛行。

此外，工程師們還給“天宮”打造了一副“鋼筋鐵骨”，即通過優選表面材料、改變結構和增加厚度，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板，可以遮擋微小碎片對它的撞擊。當然還有更先進的，比如把航天器防護屏幕做成網狀，并在防護屏外涂了一層特殊材料，一旦產生碰撞，產生的能量能與太空垃圾發生爆炸式的化學反應，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生新的太空垃圾?！疤鞂m一號”是中國首個太空空間實驗室，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，希望科學家們能早日想出更好的辦法應對太空垃圾問題。