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空間站釣魚方法

圖文 更新时间:2024-12-03 07:48:16

自美國“星鍊”衛星兩次無故靠近我國“天和”核心艙組合體之後,空間站的安全問題,從來就不是杞人憂天,而是面臨着實實在在的安全威脅。那麼面對越來越多的太空垃圾,和不懷好意的非合作衛星,有什麼辦法能加強空間站的防衛呢?裝甲、變軌、機械臂、浮遊炮、繩網,一個都不能少。

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萬丈光芒中的天和核心艙組合體

咱們先從最内層的裝甲說起,空間站可不是一碰就碎的瓷器,實際上,它是有裝甲的。比如國際空間站的部分艙體上,就有兩層裝甲,穹頂艙的大面積玻璃上,也有可以自動開啟和關閉的裝甲闆。它們一般由鋁或者钛制造,重量較輕,目的不是為了防止艙體被擊穿,而是在艙壁被擊穿的同時,削弱太空碎片的能力,并能讓太空碎片改變角度,減少對空間站内壁的沖擊力,而且空間站的這些裝甲隻能防微小碎片。

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空間站是有裝甲的

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空間站裝甲闆

其次,目前空間站最重要的防禦手段,是及時進行變軌。而它的前提,是在地面和空間建立全面覆蓋而又精準的預警系統,在足夠長的距離外,及時發現靠近的太空碎片和衛星。目前,國際空間站能夠做到提前48小時發現肉眼可見大小的太空碎片,我國空間站也應該差不多。

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遠看國際空間站

發現太空碎片之後,系統将自動根據它的位置變化,繪制精确的軌道,一旦發現與空間站存在交彙的可能性,或者會從近距離擦過,就要提前啟動空間站的發動機,調整自己的軌道,避開可能的的撞擊。目前,我國“天和”核心艙有4台軌控發動機和22台姿控發動機,以及4台霍爾推進器,足以保證及時精确的變軌能力。

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天和核心艙點燃霍爾推進器

但是空間站頻繁變軌,容易消耗燃料,國際空間站為了維持高度,一年要消耗大約4噸燃料,如果再進行幾次變軌,這個數字還要上漲,無形中加大了飛船補給燃料的負擔,當年“和平”号空間站就是因為燃料即将耗盡,而俄羅斯又無力在短期内發射2艘飛船上去補給,才不得不墜入大氣層燒毀。

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和平号空間站

第三個辦法,就是大家心心念念的機械臂,但并非讓空間站在機械臂上裝剪刀,去剪非合作衛星的“翅膀”,而是要給空間站配備帶機械臂的“衛兵”。比如歐空局就計劃在2025年發射一顆ClearSpace-1衛星,用4條機械臂去“抱住”被稱為Vespa的錐形空間碎片,然後和它一起墜入大氣層,相當于先給一個熱情的“擁抱”,然後一起滾下懸崖同歸于盡。

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這其實是不可能的,或者說得不償失

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機械臂這樣玩才行

第四點和第三點有些類似,也是給空間站配上衛星,充當“浮遊炮”。當發現非合作目标出現在空間站附近,且構成極大危險時,可以直接撞上去,用自己的身體換來空間站的安全,這不是幻想。我國神舟七号載人飛船、天宮二号都配備有伴飛衛星。

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天宮二号伴飛衛星拍攝的畫面

但是,從伴飛衛星到“浮遊炮”,需要有較強的變軌和加速能力,這就對衛星的動力系統提出非常高的要求,霍爾推進器暫時還無法但此大任。并且在撞擊的時候,要盡量避開空間站的軌道,不然會産生更多的碎片,适得其反,讓局面變得更加不可收拾。而這一點也同樣提醒了大家,激光、導彈和機槍等武器對衛星和太空垃圾進行硬殺傷時,後遺症比較多,因此不太提倡。

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硬殺傷會産生更多的碎片

第五點則是目前最為有效的方式,即使用繩網捕捉非合作目标和太空垃圾,特别是對于有一定機動能力的目标,非常适用,畢竟直徑幾百米的繩網鋪天蓋地撲來,真不是一下子就能躲掉的。而這種方式,早在2018年9月16日,就由歐洲“碎片清理衛星”成功測試過了。當時它彈出一張直徑5米,由超輕型聚乙烯材料Dyneema制成的繩網,成功捕捉了此前自己放出的,相隔6米的一顆小衛星。

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你覺得這張網怎麼樣?

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測試非常成功

除此之外,還可以用太空魚叉,去叉住目标衛星,像韓國科幻電影《勝利号》那樣,清理太空垃圾。這種方法也由歐洲“碎片清理衛星”在2019年2月17日測試過了,非常成功,我們可以繼續跟進。

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用太空魚叉也行

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像韓國科幻電影《勝利号》裡面描述的一樣

日本2016年在向國際空間站發射“鹳”号貨運飛船,也順帶測試過一種全新的清除太空垃圾的技術。即放出一條金屬導索,吸附到太空垃圾的表面,然後通過金屬導索向其放電,利用物體在磁場中通電後會發生運動的原理,讓目标減速,最終墜入大氣層燒毀。

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日本“鹳”号貨運飛船

總而言之,要對付偷偷靠近的非合作目标和太空垃圾,空間站還是有很多辦法的,目前應用得最多的是變軌,下一步,則可以出動出擊。而主動出擊的關鍵,是給空間站配上伴飛衛星,别讓空間站自己去,一下被人偷了家。無論是使用機械臂,還是使用繩網、太空魚叉,或者是太空電棍,“浮遊炮”皆進退自如。

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我國空間站

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