一個不到1毫米大小的太空碎片,讓神舟二十號舷窗出現(xiàn)了長約2厘米的玻璃裂紋。最終導(dǎo)致去年年底中國太空的首次“太空救援”的上演,3名航天員不得不“換船”返回地球。
而在今年春節(jié)前夕的1月19日,零下23.8度的極寒天氣下,東風(fēng)著陸場終于迎回了這艘被撞出裂紋的神舟二十號飛船。
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因為這次神舟二十號飛船并非載人返回,所以人們關(guān)注度并不是很大。然而雖然不載人返回,但神舟二十號飛船內(nèi)部卻帶回了一件戰(zhàn)功赫赫的艙外藍(lán)色航外服B,以及若干實驗裝置。我們松了口氣的同時,也想起了那三個月前,舷窗之上的2厘米傷口,差點讓它沒能回到地球。
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時間撥回2025年的11月4日,神舟二十號航天員正在執(zhí)行返回前的最后檢查,在檢查的最后時刻,他們在神舟二十號飛船舷窗的最外層玻璃邊緣,發(fā)現(xiàn)了一個從未見過的三角形狀,約有2厘米長,略呈小樹葉形狀的一段裂痕。
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神舟二十號乘組指令長陳冬果斷上報地面指揮中心:神舟二十號飛船發(fā)現(xiàn)舷窗裂紋,貫穿最外層玻璃!
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后經(jīng)機械臂艙外拍照,空間站神舟二十號乘組與神舟二十一號乘組辨認(rèn),地面技術(shù)團(tuán)隊解讀,最終證實這是被太空中的一不到1毫米微小碎片撞擊導(dǎo)致的裂紋。別看微小碎片個頭比芝麻都小,但在太空中它會以每秒10公里的速度飛行,所以這個撞擊能量,堪比子彈一樣。
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要知道,神舟飛船的返回艙舷窗,是采用了三層復(fù)合玻璃結(jié)構(gòu)。最外層,也就是出現(xiàn)裂紋的玻璃,其實功能上是防熱窗的作用。專門負(fù)責(zé)抵御神舟飛船返回大氣層時候,遭遇的超過1000攝氏度的高溫灼燒的情況而設(shè)計的。而這層玻璃出現(xiàn)貫穿性裂紋,則表示在返回大氣層的時候,神舟二十號可能會無法忍受極端高溫,如果高溫會沿著裂紋擴(kuò)展,最壞的情況可能會造成整個防熱玻璃的脫落。
于是,2025年11月5日,神舟二十號返回任務(wù),被迫按下了暫停鍵。
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那么神舟二十號乘組怎么返回地球呢?地面工程團(tuán)隊圍繞各種設(shè)想進(jìn)行反復(fù)模擬推演。時間到了2025年11月8日,召開了專項評審會,在這個評審會中明確:神舟二十號飛船已經(jīng)不再滿足載人安全返回的放行條件。11月10日,應(yīng)急預(yù)案啟動,決定神舟二十號乘組搭乘神舟二十一號飛船返回。11月14日,神舟二十號乘組平安返回地球。
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但神舟二十號飛船這時候還停在太空,如果不解決裂紋問題,它可能成為太空垃圾。受損的神舟二十號僅能作為極端情況下的應(yīng)急避險飛船,無法保障乘組安全返回。發(fā)射神舟二十二號飛船,成為必然選擇。
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2025年11月25日12時11分,神舟二十二號飛船在完成測試、總裝、加注、發(fā)射后,帶著舷窗專用內(nèi)加固應(yīng)急裝置飛赴蒼穹。這是中國載人航天工程第一次應(yīng)急發(fā)射任務(wù)。
有人問:為什么不在艙外維修?其實,飛船舷窗必須保持光滑的氣動外形,不可能打額外的補丁。艙外維修不可行,于是,最終確定了從艙內(nèi)加固的方案。神舟二十二號將專用處置裝置送上空間站后,航天員在神舟二十號返回艙內(nèi)完成安裝,有效提升了返回過程中的防熱和密封能力。1月19日,這個“帶傷堅守”的返回艙安然落地,外觀正常、物品完好。
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隨著神舟二十號飛船成功返回,那道牽動全國人民緊張神經(jīng)的小小裂紋,再次引發(fā)熱議:如果飛船沒有舷窗,是否就沒有脆弱的地方?
答案是否定的。“舷窗必不可少。”
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無論是在發(fā)射段進(jìn)行應(yīng)急逃逸,還是飛船執(zhí)行應(yīng)急返回任務(wù),航天員都需要通過舷窗直接觀察返回艙外的著陸環(huán)境,判斷是否存在風(fēng)險。如果發(fā)射段逃逸了,返回艙落地后,航天員需觀察落地環(huán)境是否平坦。如果不看外邊,只是感覺返回艙落地了就切傘,有可能造成二次傷害。
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其次是作為姿態(tài)判定的最終備份手段。在飛船自動姿態(tài)控制系統(tǒng)失效的極端情況下,航天員可通過舷窗觀察地球弧線和星空的位置關(guān)系,手動操控飛船恢復(fù)穩(wěn)定姿態(tài)。舷窗的這兩種功能都是不可替代的。
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此次太空應(yīng)急行動取得了寶貴經(jīng)驗。工程全線進(jìn)一步認(rèn)識到空間碎片威脅的嚴(yán)峻性。近年來空間碎片數(shù)量增長迅速,空間環(huán)境日趨惡劣,未來威脅將愈發(fā)嚴(yán)重。后續(xù)將重點改進(jìn)舷窗結(jié)構(gòu),以增強抗空間碎片能力,并加強微小空間碎片的監(jiān)視。大、中等碎片主要靠躲避,小碎片則依靠飛船本身舷窗結(jié)構(gòu)強度抵御。
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在基本結(jié)構(gòu)不變的前提下,探索提高舷窗“硬抗”空間碎片能力的方法,目前相關(guān)實驗已在開展且初步驗證可行。
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