威胁天宫空间站?16块大型碎片经过附近:俄2007年火箭发动机爆炸( 二 )


编号为2007-065-F的SL-12 R/B(AUX MOTOR)是一个上面级发动机 , 其形状看起来大约如下图:

该SOZ干重为56千克 , 装备了5台发动机 , 两台22牛顿的姿态发动机(俯仰和横滚控制) , 两台44N的偏航控制发动机和两台11N空载发动机 , 这种设计使SOZ装置除了推进剂沉降功能外 , 还能够在滑行阶段提供姿态控制功能 。

而爆炸则是内部残余的燃料导致的 , 因为每个SOZ分离后仍然有大约高达40千克以上的剩余燃料 , 其成分为四氧化二氮和偏二甲肼 , 这种燃料不仅有毒而且有很强的腐蚀性 , 它们会腐蚀储存罐以及发动机的管线 , 当某天哪个部位被腐蚀穿透时就会发生爆炸 。

一般从发射完成废弃后开始算起 , 大约会在7-8年内爆炸 , 大部分情况下爆炸会产生大约50个达到追踪规模的碎片 , 另有不明碎片可能尺寸更小难以追踪 , 比如2008-067的发射任务中一台SOZ发动机于2016年3月26日爆炸 , 几小时内产生了20个可追踪碎片 。

这次爆炸的2007-065-F是2007年发射的 , 经过了将近15年才爆炸 , 看来已经坚持了很久了 , 也算是难为它了 。
与空间站轨道交叉 , 有威胁吗?应该有朋友已经看到了此次爆炸的物体轨道了:
387 x 19074 千米; 64.8°
这个轨道高度的近地点是不是很熟悉?没错 , 我国的天宫空间站轨道就在这个高度附近:

这个威胁还是相当大的 , 爆炸后的碎片乱飞 , 就像一团散弹一样掠过空间站轨道 , 就像下图这样:

是不是很可怕?如果两者相遇 , 那么一定会对天宫空间站构成威胁 , 比如2021年就有两次近接事件导致中国天宫空间站紧急变轨:


第一次紧急避碰:星链-1095卫星自2020年4月19日起稳定运行在平均高度约555千米的轨道上 。 2021年5月16日至6月24日 , 该卫星持续降轨机动至平均轨道高度382千米后 , 保持在该轨道高度运行 。 7月1日 , 该卫星与中国空间站间出现近距离接近事件 。 出于安全考虑 , 中国空间站于7月1日晚主动采取紧急避碰 , 规避了两目标碰撞风险 。
第二次紧急避碰:2021年10月21日 , 星链-2305卫星与中国空间站发生近距离接近事件 。鉴于该卫星处于连续轨道机动状态 , 机动策略未知且无法评估轨道误差 , 存在 与空间站碰撞风险 。 为确保在轨航天员安全 , 中国空间站于当日再次实施紧急 避碰 , 规避了两目标碰撞风险 。
对于这种大型卫星预测其轨道完全没问题 , 并且可以事先就获知其轨道会在某时某刻威胁天宫空间站 , 适当的时候变轨即可 。

比如像这次2007-065-F产生的16个可追踪碎片并不是太大的问题 , 只是碎片规模越来越大 , 其难度也会增加 , 但更麻烦的是不可追踪(大于高尔夫球) , 由于其体积小 , 反射率低的太空垃圾则危险性极大 。

因为无法预先知道它的轨道 , 也不可能事先变轨 , 一旦撞上空间站 , 那么其影响将会非常大 , 如下即为太空垃圾撞击的后果:

2021年6月2日 , 国际空间站上的加拿大机械臂被太空垃圾击穿 , 穿孔直径约5毫米 , 穿透了臂架上的保温层 , 幸好机械臂不受影响 , 如下图:

所以这真是一件相当可怕的事情 , 不过好在是近地轨道上实在大得很 , 这样的概率极低 , 但仍然不能排除 , 不过要是直径比较小的孔 , 那么可以胶水搞定 , 比如2018年8月29日国际空间站被不明人士钻出了一个孔(有资料认为是美国宇航员塞丽娜·奥农-钱赛勒 (Serena Auón-Chancellor) , 她的目的可能是为了尽快返回地球) 。

当时联盟MS-09飞船乘务组的指令长普罗科皮耶夫用环氧树脂封堵了这个漏气点 , 这完全符合俄罗斯人的暴力美学 , 简单粗暴解决问题 , 所以一般情况还是可以解决的 , 但要是破口比较大无法修补 , 或者打坏了关键设备比如航天控制计算机就成问题了 。

不过我国的天宫空间站上 , 除了核心舱的组合体管理功能外 , 还有问天实验舱也具备核心舱对于组合体管理控制功能 , 假如一个舱段出现严重问题 , 那么关闭舱室 , 启用备份舱段 , 也是一个方法 , 不过如果遭遇极端事故 , 那么还有紧急撤离这个最终解决办法!

因此无论是国际空间站还是我国的天宫空间站 , 都有紧急状态处理的演练 , 而其中关键一项就是紧急撤离空间站 。

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