空间碎片是指地球轨道上或再入大气层的一切已失效人造物体 ， 包括其碎块或部件 ， 俗称“太空垃圾” 。 图片来源 ／ESA
/ 空间碎片何处来？
空间碎片是人类航天活动的产物 。 空间碎片的定义非常严格 ， 是指地球轨道上或再入大气层的一切已失效人造物体 ， 包括其碎块或部件 ， 俗称“太空垃圾” 。 空间碎片的构成主要包括：失效航天器、火箭残骸、操作性碎片、解体碎片（指由前三类物体在轨运行过程中爆炸或碰撞产生的碎片） 。
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低地球轨道碎片状态示意图 。 版权 ／NASA
/ 躲避空间碎片
在太空中 ， 空间碎片运行速度接近第一宇宙速度（7.9km/s） ， 是狙击枪子弹最大出膛速度的几倍 。 一旦空间碎片与航天器发生碰撞 ， 轻则导致航天器表面磨损、功能失效 ， 重则导致航天器的在轨解体 ， 甚至对航天员的人身安全构成威胁 。 如何躲避空间碎片是航天器空间飞行面临的一个非常严峻的问题 。
对航天器开展碰撞预警 ， 避免其遭受大碎片碰撞 ， 可以提高航天器空间飞行的安全性 。 碰撞预警包含发射预警和在轨预警两个阶段工作 。 发射预警是预测发射之后短期内有没有碎片和航天器未来可能去的轨道、位置有危险的交会 ， 一旦发现危险 ， 通过改变发射时间来躲避碰撞 。 在轨预警是指预测稳定运行的航天器在未来一段时间内是否与空间碎片存在危险交会 ， 一般通过控制航天器进行轨道机动规避来躲避危险交会碎片 。 在轨机动规避的方式有两种：一种是改变航天器到达与碎片轨道交会点的时间 ， 避免碰撞的发生；另一种是抬高或者降低航天器的轨道 ， 使得变轨后的轨道与原定交会点有高度差 ， 从而规避碰撞 。
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1998年奋进号航天飞机执行任务期间拍摄到的疑似空间碎片 。 版权 ／NASA
主要航天国家和国际组织都会对所属重点航天器执行碰撞预警和机动规避 。 截至2020年 ， 国际空间站已执行规避危险碎片操作28次 ， 其中仅2020年就有3次 。 欧洲空间局（ESA）平均每颗低轨卫星每年需执行两次避碰操作 。 我国神舟五号飞船开始 ， 发射预警和在轨预警已经成为常态化的事情 。 随着空间碎片环境的不断恶化 ， 航天器碰撞预警需求将急剧增加 。
/ 清除空间碎片
随着航天活动的蓬勃发展 ， 如不加以治理 ， 空间碎片环境将快速恶化 。 在轨空间碎片大量累积将导致航天器运行风险随之增加 ， 甚至造成轨道空间无法利用 。
为维护外空活动的长期可持续发展 ， 需要采取主动措施从地球轨道上移除一些对空间碎片环境长期演化有较大影响的空间碎片 。 目前 ， 空间碎片主动清除的方式主要可以分为两类：一类是接触式的 ， 如机械臂抓 ， 网捕等；另一类是非接触式的 ， 如激光推移、离子束推移等 。 不管何种方法 ， 其目的都是让碎片离开当前轨道 ， 避免再次与其他在轨碎片发生碰撞 。 国际上目前已经开展了一些概念研究和初步的演示验证实验 。
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