据中国载人航天工程办公室消息,当前空间站组合体运行正常,可支持两个航天员乘组在轨驻留。神舟二十号乘组状态良好,正与神舟二十一号乘组共同开展在轨科学实验,各项工作稳步推进。经专家组评估,飞船成功抵御空间碎片撞击,将择日返回。这是撞击事件发布6天后的重大利好,全国人民悬着的心终于放下了!
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更令人期待的是,此次返回或将带回天宫空间站内那件立下汗马功劳的第二代“飞天”航天服。它随航天员汤洪波首次出舱,累计出舱达20次,至2024年初已接近设计寿命极限,堪称航天界的“老将”。若能顺利带回,将为未来设计寿命更长、更轻便且更具防护性的航天服提供重要参考,实乃国宝级装备!
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01.威武!神舟二十顶住太空碎片撞击,要回家了
时间回到11月5日,官方发布神舟二十号疑似被空间微小碎片撞击的消息,全国民众无不忧心。大家最关切的是:空间站是否受影响?飞船受损程度如何?又该如何详细评估撞击情况?
别轻视空间碎片的破坏力。全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩指出,即便直径小于1厘米的微小碎片,也能因极高速度产生的巨大动能,给航天器带来致命威胁。空间碎片速度普遍达每秒7-10公里,高速撞击破坏力惊人。毫米级碎片会划伤航天器舷窗、太阳翼,降低透光率或供电效率;厘米级碎片则能直接穿透航天器外壳,击穿燃料箱等关键部件,造成泄漏或爆炸。即便未穿透,撞击产生的冲击波也可能损坏内部精密仪器,导致导航、通信系统故障。
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历史上航天器遭空间碎片撞击事件频发,至少6次:
1991年12月,俄罗斯Cosmos1934卫星被Cosmos926残骸撞击碎裂报废;
1996年7月,法国CERISE卫星重力梯度稳定杆被火箭碎片撞击断裂致失控;
2009年2月,美国“铱星33”与俄报废卫星相撞,双星解体并产生大量碎片;
2013年1月,俄罗斯BLITS卫星遭撞击提前退役;
2022年12月,俄罗斯联盟MS-22飞船推进舱被0.8毫米碎片击穿,冷却剂泄漏引发热失控,仅能紧急救援;
2023年2月,俄MS-21货运飞船遭撞击,清空物资隔离后脱离空间站在大气层烧毁,未造成人员伤亡。
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此次撞击事件令人揪心,但中国航天的“硬核防护”并未让人失望。而仅靠预警系统远远不够,空间站虽有天地一体监控网,可提前发现大块碎片并变轨躲避,却对毫米级微粒无能为力。
从神舟十八号到二十一号,各乘组接力为空间站加装防护。问天实验舱刚装好防护装置,其他舱段还需继续加固。这些防护层如千层饼,采用高强度金属网和吸能材料缓冲撞击,重点保护舱外管路和设备。
神舟飞船的多层缓冲防护结构能抵御撞击,此前神舟二十号航天员已冒险出舱安装防护装置。不过,这只能防微小碎片,大型碎片靠地面跟踪变轨躲避,超小碎片则需事后修复。例如,神舟十七号航天员曾修复太阳翼撞击损伤;若舱体被撞出小孔,可用环氧树脂、真空胶带临时堵漏,必要时出舱焊接,这些流程已十分熟练。
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如今,看到“着陆场正进行神舟二十号航天员乘组返回综合演练”的消息,便知神舟二十号已稳妥。飞船官宣准备返回,必是经过多重评估与考量的,毕竟中国航天始终坚持“生命至上、安全第一”。载人航天官方既已公开消息,那便是万无一失,大家尽可放心!
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02.3000万造,舱外航天服已经完成使命
不少人应该还记得,天舟九号发射时携带了两套第二代“飞天”舱外航天服D和E,此时中国空间站内舱外航天服增至5套(此前已有3套)。其中,蓝、红色条纹的航天服设计寿命为“在轨贮存3年,出舱使用不少于15次”,编号为B的航天服已超额完成任务。而黄色条纹的航天服虽未达设计上限,却在神舟二十号乘组第三次出舱任务中继续服役。
航天员陈冬身着B号航天服,累计完成20次出舱任务,成为中国空间站首套达成“4年20次”延寿目标的舱外服,刷新了中国舱外航天服的使用纪录。
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航天服如同微型航天器,自带独立卫生系统,能调节适宜温压、提供空气,并有效屏蔽宇宙辐射、太阳强光及紫外线,可抵御百摄氏度高温,防止微陨石撞击。同时,它还需保证关节灵活,便于航天员出舱执行安装、维修等任务。
我国新配备的两套舱外航天服,设计标准为“4年20次”,但这两个“4年20次”含义不同,设计寿命有别,需加以区分。这两套造价3000万、重达120kg的航天服,虽价格不菲、重量惊人,但与其在太空任务中产生的价值相比,实则物超所值。
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最初,我国宣布将退役航天服推入大气层烧毁,不带回地球,引发不少人惋惜。一来,这是我国首套正式使用至退役的航天服,“文物”价值极高;二来,它历经20次考验,研究意义非凡,对后续航天服改进及月面航天服研发都有重要参考价值,因此有必要带回地面。
那如何带回呢?神舟二十号飞船能否装得下?“飞天”航天服重不超120千克,虽有点重,但中美俄航天服重量大致相当。接下来,需看看神舟二十号飞船的数据。
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神舟飞船全长约9米,最大直径2.8米,总质量约8吨,采用轨道舱、返回舱、推进舱的“三舱结构”。飞船总可用空间约14立方米,返回时可载三名航天员及300公斤货物。飞船升空时三舱齐备,返回时仅返回舱着陆,其内部6立方米空间主要供三位航天员使用,300公斤货物放置在航天员座椅周边。航天服层数多且无法折叠,仅部分关节可活动,并配备较大背包。
返回舱出舱口直径约0.85米,方便身着舱内航天服的航天员进出。舱内航天服具备密封结构和简易生命保障系统,可在极端情况下保障航天员安全返回地面,其重量仅数公斤,比舱外航天服更轻便、体积更小。因此,能穿舱内航天服进出不代表能穿舱外航天服进出,不过载人航天官方已在对此进行评估。
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目前,我国天舟货运飞船尚不可重复使用,但一款可重复使用的货运飞船——昊龙航天飞机即将问世。它由中国航空工业集团成都飞机设计研究所设计,长10米、宽8米,重量仅为天舟飞船一半,具备强大的上下行、回收处置及重复使用能力,载荷量约两吨,可满足空间站约三个月的物资补给需求,且完全能胜任我国舱外航天服的运输任务。因此,我国很可能会采用昊龙航天飞机执行下行任务。
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期待好消息,期待神舟二十号航天员平安归来,期待神舟二十号返回任务的顺利进行!
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