根据中国载人航天工程办公室,神舟十七号航天员乘组历经7.5小时,终于圆满完成了任务期间的第一次出舱活动。此次出舱任务十分繁重,其中最振奋人心的是成功修复了空间站上受损的太阳翼。这是我国第一次开展极富挑战性的舱外维修任务,具有十分重要的里程碑意义。
那么,中国空间站的太阳翼是如何受损的?太空环境究竟有多恶劣?
此前,中国空间站太阳翼受损的消息可谓是牵动人心。空间站的三大部件——天和核心舱、问天和梦天实验舱,都配备了两副柔性太阳翼,其总面积估计超过800平方米。
这些柔性太阳翼通过精细控制,可以始终以最合适的角度来对准太阳,并通过接收太阳能来实现发电,每天为空间站提供近千度的电能。太阳翼功能正常与否,事关空间站的正常运转。由于太阳翼的面积巨大,其正常运行受到了来自太空垃圾的威胁。
太空似乎非常空旷,但随着人类把越来越多的航天器送入太空,近地轨道已经变得越来越拥挤,由此也产生了大量的太空垃圾。这些太空垃圾包括人为散布的物体,如美国曾在上世纪60年代把4.3亿根铜针散布在轨道上;国际空间站宇航员太空行走时遗失或者扔掉的物体;报废的航天器,还有人造卫星相撞后产生的碎片。
据估计,太空中存在多达1.7亿块太空碎片,其中有数万块直径超过10厘米。这些太空碎片在太空中不受控制地飞行,并且速度在每秒7公里以上。虽然它们个头可能很小,但所具有的动能很大,其破坏力不容小觑。
根据相关实验,直径1厘米以上的太空碎片有可能击穿航天器舱壁,而10厘米以上的太空碎片则有可能撞毁航天器。此前,国际空间站的机械臂被一块太空碎片撞出一个破洞,舱体也曾因为太空碎片的撞击而发生漏气。
因此,中国空间站在太空中运行,也面临着太空碎片的撞击风险。对此,中国空间站做了充分准备。
其一,中国空间站配备了太空碎片探测器,利用高灵敏度的传感器来探测可能造成威胁的太空碎片。通过探测数据,算出太空碎片的飞行线路,如果发现有危险,空间站则会相应调整姿态,主动避让太空碎片。此前,中国空间站监测到美国SpaceX的星链卫星将近距离靠近,空间站采取了紧急避让措施。
其二,如果一旦预测空间站会飞过太空碎片集中的区域,空间站就会启动推进器,通过抬升或者降低轨道高度来实现变轨机动,调整飞行轨道,从而躲避碰撞。
虽然空间站做足了主动防护,而且也采用高强度材料来提高抗碰撞能力,但太空碎片之多,难以百分百防范。而太阳翼的厚度仅有0.7毫米,可谓是薄如蝉翼,它们在太空碎片的撞击下就有可能出现损伤。
根据此前的检查结果,空间站太阳翼曾被多块微小的太空碎片撞击过,产生轻微损伤。考虑到太阳翼对于空间站正常运行的重要性,所以有必要对其开展维修,这个艰巨的任务就交到了神舟十七号乘组的手上。
在这次神舟十七号出舱任务中,航天员江新林在空间站内与出舱的汤洪波、唐胜杰开展密切配合,并在机械臂与地面科研人员的帮助下,神舟十七号乘组出色地完成了太阳翼修复任务。
此次出舱任务时长为七个半小时,两位出舱的航天员均已安全回到空间站内。这是中国航天员第一次出舱开展维修任务,也为今后更多更复杂的出舱维修任务积累宝贵经验。接下来,神舟十七号航天员乘组还会有多次出舱活动,预祝所有任务都能取得圆满成功!