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勝利號 太空垃圾來襲，國際空間站機械臂被撞出破洞，我們該如何防御？

在軌道上運行的航天器，最害怕的就是遭遇太空垃圾的撞擊，電影《地心引力》中曾展現(xiàn)過類似的恐怖場景。而就在最近，國際空間站18米長的“加拿大臂”2出現(xiàn)了驚險的一幕，被一塊碎片擊中，肉眼可見保溫層已被撕裂，留下了高爾夫球大小的一個洞。
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國際空間站的加拿大臂2被太空垃圾撞了一個洞
雖然加拿大航天局表示“機械臂的性能仍然沒有受到影響”，但整個過程依然讓人心有余悸。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，僅2019年一年，為避開太空垃圾，國際空間站就被迫變軌了10次。而在2020 年，俄羅斯系統(tǒng)記錄下有220次太空垃圾差點撞上國際空間站的案例，最嚴(yán)重的一次發(fā)生在當(dāng)年9月，當(dāng)時，為了躲避太空垃圾，國際空間站上所有宇航員均躲到“聯(lián)盟”號載人飛船上。
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國際空間站
如此頻繁的太空垃圾襲擊，不由讓人擔(dān)心我們的“天和”空間站的安全，特別是類似“巡天”這樣的太空望遠(yuǎn)鏡，一旦鏡片被軌道上的碎片擊中，將完全報廢。那么為了避免這種情況的發(fā)生，咱們都有哪些預(yù)防措施呢？
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天和空間站
首先，當(dāng)然是建立健全的太空監(jiān)視網(wǎng)，盡量將每一顆在軌運行的太空碎片記錄在案，并進(jìn)行預(yù)警。目前，美國空間監(jiān)視網(wǎng)是全球唯一公開宣布對太空碎片進(jìn)行監(jiān)測、跟蹤和編號的機構(gòu)，擁有十幾臺大型雷達(dá)，例如“赫斯臺克”雷達(dá)及其輔助雷達(dá)，號稱世界上分辨率最高的成像雷達(dá)，可以分辨5毫米碎片。而以目前我國的技術(shù)實力，也可以建立類似的空間監(jiān)視網(wǎng)，甚至將一部分傳感器搬到太空中。
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美國GSSAP GEO軌道衛(wèi)星監(jiān)視系統(tǒng)
發(fā)現(xiàn)了太空碎片，接下來要做的事情，很多人第一時間想到的就是將其摧毀，但實際上，采用硬碰硬的辦法，只會產(chǎn)生更多的碎片，讓局面變得更加惡化，除非是從地面或者空間站發(fā)射激光，將其燒蝕殆盡，但是以目前激光武器得功率，很難做到這一點。
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硬碰硬肯定是沒用的
因此正確的做法是捕獲，就像韓國科幻電影《勝利號》里描述的場景一樣，比如在美國航天飛機STS-51-A任務(wù)中，宇航員就使用過載人機動系統(tǒng)，抓住太空垃圾，將它扔進(jìn)大氣層燒掉。而在3月份，國際空間站也利用機械手，將2.5噸的舊電池板扔進(jìn)大氣層燒掉。
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國際空間站是這樣扔垃圾的
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以前也這樣拋過
當(dāng)然，更多的時候，捕獲太空垃圾還是依靠無人系統(tǒng)，比如瑞士曾發(fā)射一顆名為“清潔太空一號”衛(wèi)星，專門負(fù)責(zé)收集軌道上的太空垃圾，然后送進(jìn)大氣層焚毀。而我國，早在2016年 ，就成功發(fā)射“遨龍一號”太空碎片主動清理航天器，它甚至帶有一個機械臂，所以說在這方面，我們絕對具有實力，能夠保證空間站的安全。
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遨龍一號
而除了機械臂之外，還有很多辦法可以捕獲太空垃圾。比如日本的“鸛”號貨運飛船，裝備有一種金屬導(dǎo)索，通過向?qū)鞣烹姡ㄟ^電磁效應(yīng)吸附太空垃圾，幾乎和韓國科幻電影《勝利號》一模一樣。而歐洲的REMOVEdebris任務(wù)，則幾乎通過“太空魚叉”捕捉器，擊碎較大的太空垃圾，然后用垃圾收集網(wǎng)和脫軌裝置送它們進(jìn)入大氣層。
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創(chuàng)意跟《勝利號》類似
當(dāng)然，更多的時候，要求航天器在設(shè)計之時就保留一定的燃料余量，在完成任務(wù)之后，主動脫軌將自己送入大氣層燒毀。或者利用“太陽帆”、“立方帆”等特殊設(shè)計，讓自己遠(yuǎn)離地球軌道，這是一項考驗各國責(zé)任心的事情。
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天宮一號重返大氣層燒毀藝術(shù)圖片
這里不得不說一句馬斯克的“星鏈”系統(tǒng)，他計劃打造一個由12000顆衛(wèi)星組成的巨型星座，為偏遠(yuǎn)地區(qū)提供昂貴的WIFI上網(wǎng)服務(wù)。目前已完成第一個軌道層的組網(wǎng)，目前已有1664顆衛(wèi)星在軌運行。“星鏈”過頂?shù)臅r候，像一串珍珠項鏈一樣，非常壯觀好看，但同時也帶來不少問題，比如光污染問題，比如垃圾與碰撞的問題。比如在“星鏈”發(fā)展早期，就差點與歐洲的衛(wèi)星相撞。

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