神舟二十一号载人飞船于近日成功完成返回任务，三名航天员陈冬、陈中瑞、王杰平安出舱，健康状况良好。此次任务原计划由神舟二十号飞船执行，但因返回舱舷窗玻璃出现细微裂纹而推迟。经综合评估，裂纹可能是由空间碎片外部冲击所致，不满足载人安全返回条件，因此神舟二十号飞船继续留轨开展相关试验。
看似空旷的太空，实则充斥着大量空间碎片，这些被称为“太空垃圾”的物体，已成为空间环境的主要污染源。空间碎片包括失效卫星、废弃火箭末级、未烧尽的燃料颗粒、航天事故残骸，以及从航天器上脱落的小零件和隔热材料等。碎片之间相互碰撞还会产生更多更细小的次级碎片，进一步加剧了太空环境的复杂性。
历史上，美国和苏联在执行舱外活动时曾丢失过不少物品，如手套、摄像机、扳手等。和平号空间站和国际空间站也常年向太空丢弃生活垃圾。例如，美国宇航员斯科特·凯利在驻国际空间站期间，其排泄物就产生了约80公斤的“臭”流星。20世纪60年代，美国实施的“西福特计划”将大量铜质针状偶极天线散布到轨道上，至今仍有部分残留在轨道上。这些历史遗留问题，加上近年来反卫星武器试验产生的碎片，使得太空环境日益严峻。
随着航天事业的迅猛发展，地球轨道上的空间碎片数量急剧增加。据欧洲空间局发布的空间环境报告显示，截至2024年8月，可追踪的尺寸大于10厘米的空间碎片已超过4.4万个，1厘米以上的逾120万个，更加细小的碎片更是达到数亿量级。这些碎片在低轨道上受大气阻力影响会逐渐降低轨道高度，最终在大气层中陨落烧毁，而高轨道碎片则能存留很久，对航天器构成长期威胁。
空间碎片之所以对航天器构成严重威胁，是因为其速度极快。以第一宇宙速度（接近每秒8公里）运行的空间碎片，其携带的动能与速度的平方成正比。大个儿的空间碎片可能击碎航天器外壳或控制系统，导致航天器爆炸、解体或偏离轨道；稍小一点的碎片也能造成撞击坑，损伤航天器表面器件或供电线路。对于在太空行走的航天员来说，即使是毫米级以下的细小碎片，也可能击穿舱外服的防护层，危及生命。
历史上首例确认的空间碎片撞击事件发生在1983年，一块涂料击中挑战者号航天飞机右侧舷窗，留下了直径3.8毫米、深0.43毫米的撞击坑，并在周围产生了大量细微裂纹。此类事件不仅可能直接伤害航天器或航天员，还会产生更多次级碎片，引发更多碰撞。当空间碎片密度达到某个临界值时，可能会引发“凯斯勒效应”，即密密麻麻的空间碎片在短时间内彻底封锁近地轨道，阻碍人类执行更多空间计划。
为应对空间碎片威胁，各国建立了空间碎片数据库和轨道跟踪、预警系统。目前主要有光学观测和雷达监测两种技术。光学观测适用于高轨道碎片探测，而雷达监测则可全时段、全天候使用，但只适用于直径大于10厘米的碎片。对于航天器而言，应对策略主要与碎片尺寸有关。对于高破坏力碎片，航天器倾向于主动变轨避让；而对于难以观测的小型碎片，则依靠硬撞防护结构来抵御。
长期驻人的空间站都配备了坚不可摧的防护结构。国际空间站和中国空间站均采用了惠普尔防护罩，在航天器外壁基础上再包裹特殊金属层，以抵御空间碎片撞击。中国空间站还使用了复合材料填充式防护结构，综合应用高强度材料和能量吸收层，既减轻了重量又提升了抗冲击性能。空间站还根据各部分关键性进行区域分级防护，确保航天员生命保障核心区的安全。
航天员在轨维修也是载人航天器防护体系的重要一环。此前，神舟十七号乘组完成了中国航天首次舱外维修任务，神舟十八号、十九号乘组在安装空间站防护装置时同步开展了舱外设施设备巡检。此次凯旋的神舟二十号乘组驻站期间的一项重要工作也是继续安装空间碎片防护装置，为空间站“披甲”。
为从源头上减少空间碎片产生，多国科学家和航天机构正在探索主动清除空间碎片的技术。目前可行性较好的手段包括激光烧蚀、太空拖网、机械臂捕获、离子束偏转、电磁吸附等。我国2021年发射的实践二十一号卫星就成功验证了从地球同步轨道上移除空间碎片的技术。现代航天器设计也在努力减少空间碎片产生或提高失效航天器的完整性，以便更好地跟踪与规避碎片。
