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[科技新闻] “微尘”撞上神舟,该如何治理太空垃圾?

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发表于 2025-11-13 20:15 | 显示全部楼层 |阅读模式

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截至2025年11月11日,天宫空间站一切运行正常。中国载人航天工程网发布消息称:目前,空间站组合体状态正常,具备支持两个航天员乘组在轨驻留能力。神舟二十号航天员乘组工作生活正常,正与神舟二十一号航天员乘组共同开展在轨科学实(试)验。
但一周前,这场任务一度陷入未知。
原定于11月5日返回地球的神舟二十号飞船,在返航前夕突遇变故。中国载人航天工程办公室当日通报称,神舟二十号载人飞船在返回准备阶段,疑似遭遇空间微小碎片撞击,目前正紧急开展影响分析与风险评估。为最大限度保障航天员生命安全及任务圆满,返回任务被紧急推迟。这也是中国载人航天史上首次因空间碎片风险调整返航计划。
就在事故前夕,11月4日,天宫空间站内还举行了一场 “钥匙交接”。神舟二十号与神舟二十一号乘组完成工作交接,象征性移交空间站在轨控制权,原本已为这趟持续六个月的任务画上圆满句号。
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2025年11月4日,神舟二十号和神舟二十一号航天员乘组在中国空间站完成在轨交接。随后,神舟二十号指令长陈冬将象征空间站的钥匙交给神舟二十一号指令长张陆。(视觉中国/图)

“哪怕仅一克重、堪比一颗花生米大小的碎片,在轨道上以每秒10公里速度飞行时,动能也可达5万焦耳 —— 大致相当于一辆55公斤的电动自行车以时速150公里行驶时的动能。”军事专家张斌形容其破坏力。
太空碎片,这个潜伏已久的航天威胁,再次进入公众视野。
太空碎片威胁

自1957年苏联发射第一颗人造地球卫星“斯普特尼克”以来,人类活动在近地轨道上留下了愈加拥挤的“遗迹”。
根据欧洲航天局(ESA)发布的《太空环境报告2025》(Space Environment Report 2025),目前全球空间监测网络可追踪的轨道物体约4万件。其中约1.1万件仍处于运行状态(卫星、有效载荷等)。其余多为失效卫星、火箭残骸或爆炸碎片。
而更隐形的威胁,则来自那些“看不见”的微小碎片。欧洲航天局(ESA)估计,直径超过10厘米的碎片已超过 5万件,而足以造成严重破坏的1厘米以上碎片,可能多达120万件。它们在轨道上以每秒 7至10公里的速度飞行——相当于在真空中以子弹数十倍的速度穿行。
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当地时间2024年6月11日,加拿大萨斯喀彻温省,SpaceX员工在回收航天器残骸。(视觉中国/图)

太空碎片并不是抽象的风险。
2018年,国际空间站曾因碎片撞击,舱体被打出2毫米的泄漏孔。2022年,我国清华科学卫星与俄罗斯“宇宙1408”碎片发生过一次危险交会,最近距离仅14.5米。神舟二十号此次“疑似撞击”,再度提醒人们:在被碎片包围的地球轨道上,每一次安全返航都不容掉以轻心。
根据欧洲航天局(ESA)报告,历史上因碎片造成的破裂、爆炸、碰撞事件超过650起。轨道上的残骸总量仍在增长,截至2025年,已有超过15100吨物体存在。
最著名的一次碰撞发生在2009年2月10日。在789公里的高空,美国运行中的商业通信卫星Iridium 33与已退役的俄罗斯卫星Cosmos 2251相撞。这次意外产生了六百多件大于10厘米的碎片,超过1厘米的碎片数量则高达数万个。
专家指出,这些残骸将在轨道上存留数十年甚至上百年,对整个铱星系统及其他卫星构成长期威胁,并可能引发连锁卫星碰撞事故。这也是人类历史上首例两颗运行卫星相撞并造成大规模碎片的事件。
类似事故并非孤例。
2021 年3月18日,中国“云海一号02星”疑似与1996年发射的俄罗斯Zenit-2火箭残骸碎片碰撞而后解体。还有很多航天器被微米级或厘米级碎片穿透、打击,虽未导致任务完全失败,却留下了结构损伤甚至泄漏。
从技术上看,碎片撞击的信号是可以被探测到的。《兵器》杂志副主编肖宁介绍:“如果空间站组合体遭受撞击,轨道或姿态都会出现微小变化。姿轨控敏感器能捕捉到这种加速度峰值,并通过分析加速度矢量,反推出撞击的大致方向与位置。”
张斌表示,中国在应对轨道风险方面,已建立了系统化的应急机制。“从神舟十二号开始,我们就设立了备用飞船方案。每当有任务在轨进行时,总会有另一艘同型号的神舟进入待命状态,如果主飞船遇到重大异常,备用飞船可以立即发射,将航天员安全接回。这一机制在目前国际载人航天中尚属首创,美俄似乎没有类似的全套备份预案。”
这一安排意味着,即便出现突发情况,中国的载人航天任务仍可保持高度安全和连续性。面对太空碎片这样的不确定威胁,它提供了额外的一重保障。
返航暂停

突发变故,打断了原本顺畅的返航进程。
自2025年4月24日发射升空以来,神舟二十号载人飞船一直在天宫空间站执行为期六个月的任务。航天员陈冬、陈中瑞和王杰在轨期间,完成了与上一乘组的交接,开展空间科学实验,监测健康状况,并承担空间站设备维护、水循环系统清洁、电源与机舱整理等日常任务。
原计划11月5日返回地球的他们,如今不得不在轨多停留一段时间。这是神舟计划历史上,首次因空间碎片风险而推迟返航。此前任务的延期,多因地面天气或着陆区环境。例如2025年4月,神舟十九号乘组就因着陆点天气不利,推迟一天返回。
在国际航天任务中,返航延误并不罕见。
2024年,美国波音Starliner飞船因技术问题,使两名宇航员原定8天的任务被迫延长至286天,直到另一艘飞船将他们安全带回地球。但与这些因技术或气象导致的延误不同,神舟二十号的暂停,源于轨道碎片的威胁——一种更隐蔽、更难以预防的风险。
微小的空间碎片高速飞行,即便只有数毫米,也可能对飞船表面或敏感设备造成冲击。如果击中飞船外层防护结构,虽不一定穿透舱体,却可能影响姿态控制、供电系统,或削弱密封性能。对长期在轨的航天员而言,任何异常都意味着额外风险。
“到目前为止,碎片撞击还是一个小概率事件。”肖宁分析说,“全世界目前有超过13000颗服役卫星,但几年才发生一次碰撞问题。中国空间站从2020年开始发射到现在,是第一次发生这样的事件。因此,有关安全运行机制可能会做一些调整,但未必会有大的变化。”
这起事件提醒外界:随着轨道碎片数量持续增加,载人航天活动面临的风险正在上升。对航天员而言,太空任务的安全,已不再仅取决于技术成熟度和操作规范,也取决于地球轨道环境的可持续性。
从规避到治理

“避免产生新的碎片,是治理的第一步。”
美国政府在《轨道碎片减缓标准规范》(Orbital Debris Mitigation Standard Practices,ODMSP)中强调,欧洲航天局(ESA)也在类似文件中强调同样的原则。
过去二十年,这一理念逐渐被各国航天机构采纳,成为发射任务的“入场券”——卫星或火箭在任务结束后25年内必须脱轨,防止长期飘浮在轨道上。
但在低轨商业卫星激增的今天,这一“最低标准”正变得力不从心。仅SpaceX的星链计划,就计划在2027年前部署超过4万颗卫星。即便所有卫星都遵守“25年规则”,轨道的拥挤与潜在风险,也几乎不可避免。
目前,太空安全主要依赖监测与规避。
美国的空间监视网(Space Surveillance Network, SSN)可追踪约3.9万到5.5万件在轨碎片(各机构统计口径不同),并向全球合作伙伴实时共享数据。欧洲的EUSST系统、中国的空间碎片监测与应用中心,也具备独立追踪能力。然而,当轨道愈发繁忙时,这种“闪避式安全”空间越来越小——就像在高速公路上避开飞来的铁片。
于是,“主动清除”成为新的共识。
欧洲航天局(ESA)与瑞士初创公司“清洁太空”(ClearSpace)合作,计划开展世界首例主动碎片清除演示——ClearSpace-1。它将尝试抓取废弃卫星并拖离轨道。任务原定2025年发射,如今已推迟至2029年左右。
日本天秤宇航公司(Astroscale)的“ELSA-d任务”验证了磁性拖拽技术。英国的RemoveDEBRIS项目展示了网索捕获方案。美国的OSAM-1任务探索在轨维修与延寿技术——通过补燃料、调轨或替换零部件,让卫星继续服役,从源头减少“太空垃圾”。澳大利亚与日本正在尝试另一种新的方法:用地基激光系统,以光压“轻推”碎片脱轨。
“清除碎片不仅是空间环境保护问题,更是未来商业航天可持续运营的基础。”天秤宇航公司(Astroscale)首席执行官冈田伸夫(Nobu Okada)在伦敦接受采访时说。
在中国,多家科研机构正在研究地基激光清理空间碎片的可能路径。中国科学院光电研究院团队开展了脉冲激光清除碎片的仿真模型研究。
肖宁指出:“中国也一直在参与和推动空间碎片减缓的国际合作,并且在国内航天发射、卫星运营中贯彻有关标准。这次事件可能促使有关单位加强对微小碎片的研究,探索新的监测手段,并为空间站采取新的积极规避和被动防护措施提供参考。”
从单纯的“防御”到主动“治理”,各国正逐步迈出下一步。
但太空治理的复杂性,在于它没有边界。
1970年代签署的《外层空间条约》(Outer Space Treaty)确立了和平利用原则,却未设立强制监管机制。外层空间属于全人类,却没有“交警”来管理。各国的行为只能依靠自愿遵守。
现实中,这种制度空白带来的风险不容忽视。2021年俄罗斯的反卫星导弹试验,在低地球轨道制造了一个碎片场。没有约束机制,任何国家都可能以“技术测试”为名,增加轨道风险。
表面上看,空间碎片治理是“人类共同的挑战”。实际上,它早已被政治化。
欧盟、日本等国家提出“太空交通管理(STM)”标准化方案,但在安全数据与敏感轨道参数上,迟迟难获得主要航天国支持。一些国家担忧碎片清除技术——如机械臂、激光系统,可能被军事化使用,“以清为名、以打为实”。
张斌指出,从当今国际环境来看,现有国际法在太空治理上的约束力十分有限。“许多涉及战争、环境、海洋,甚至外层空间的国际法规,最初都是在西方技术领先的背景下形成的,带有技术霸权色彩。当后发国家逐渐追赶上来,这些规则才被迫进行一定的平衡与妥协,但整体约束力仍非常有限。”
这意味着,即便存在共识或倡议,真正能对各国行为产生约束的机制依旧缺位。太空碎片治理,不仅是技术问题,更是法律与政策的试金石。如何在缺乏强制执行机制的前提下实现协作,仍是摆在国际社会面前的一道难题。
“太空交通管理是联合国外空署长期研究、鼓励和呼吁的,各大航天国家也都表示支持。这种支持是真心诚意的。外空是个无法独善其身的领域,越是航天大国,受到空间碎片的威胁就越大。如何管、谁来管、谁出钱、如何执法,都是比较复杂的问题。”肖宁表示,“考虑到空间碎片还没有引发非常严重的问题,有关规则的讨论至今还停留在学术水平。可能需要中美这样有统一政治意志的强国牵头,才能推动STM的实质化。”
一次次“擦肩而过”的太空碎片,正提醒人们:在愈加拥挤的轨道,航天安全已不再只是技术与操作的比拼,它还取决于,人类能否共享同一片天空。

南方周末特约撰稿 程海琴
责编 姚忆江
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发表于 2025-11-13 20:38 | 显示全部楼层
中国空间站备用飞船机制确实牛 但120万颗1厘米以上碎片就像悬在头顶的120万颗子弹 备用方案再多也怕流弹啊
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发表于 2025-11-13 20:39 | 显示全部楼层
神舟:我躲的不是碎片,是人类的‘太空遗产’
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发表于 2025-11-13 20:48 | 显示全部楼层
我认为中国的飞船,中国太空站必须加多一层保护层,严防这种的事故再发生,一定要保障中国空间站,中国飞船安全可靠,保障航天员安全第一。
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发表于 2025-11-13 20:52 | 显示全部楼层
相信我们的航天科学家一定会攻克治理太空垃圾难关,静待时机,静待航天英雄顺利凯旋,愿平平安安。
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发表于 2025-11-13 20:57 | 显示全部楼层
太空中直径大于1厘米的太空碎片超百万个,小于1厘米的更是数以亿计,这些碎片以每秒7-8公里的速度飞行,撞上来的威力堪比炮弹。最典型的就是2022年12月14日俄罗斯联盟-22飞船的遭遇,一个仅0.8毫米的小孔,直接让冷却剂漏得一干二净,宇航员在空间站亲眼目睹冷却液像冰晶一样飘散在太空,那种无助感想想都让人头皮发麻。
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发表于 2025-11-13 20:58 | 显示全部楼层
每一位航天员都是带着人类的梦想上太空的,他们的安全比什么都重要,大家更期盼的是神舟二十号能查出轻微损伤,修复后顺利返航。而且这件事也该给全球敲个警钟,太空垃圾治理不能再“各扫门前雪”了,中国早就提出过太空碎片治理倡议,可国际上的合作进度一直慢悠悠,现在连载人飞船都频频中招,再不作为真的要出大问题。
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发表于 2025-11-13 21:27 | 显示全部楼层
小碎片居然能有那么大动能,真的刷新认知了。想想航天员们在轨还要面对这种看不见的威胁,突然觉得每一次太空任务都藏着太多不易,还好现在空间站状态正常呀。
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 楼主| 发表于 2025-11-13 21:27 | 显示全部楼层
太空碎片治理难,倒不是没人想办法,而是现有清理技术距离实用还差一大截。像地基激光“轻推”这种思路,已经有实验,但要做到精确到几厘米并控制方向,还需要很多年。
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发表于 2025-11-13 21:33 | 显示全部楼层
发射运行的次数多了,难免有这样那样的困难和问题,只是概率和时间问题。主要是解决困难有办法,为中国航天人点赞
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