一个不到1毫米大小的太空碎片,让神舟二十号舷窗出现了长约2厘米的玻璃裂纹。最终导致去年年底中国太空的首次“太空救援”的上演,3名航天员不得不“换船”返回地球。
而在今年春节前夕的1月19日,零下23.8度的极寒天气下,东风着陆场终于迎回了这艘被撞出裂纹的神舟二十号飞船。
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因为这次神舟二十号飞船并非载人返回,所以人们关注度并不是很大。然而虽然不载人返回,但神舟二十号飞船内部却带回了一件战功赫赫的舱外蓝色航外服B,以及若干实验装置。我们松了口气的同时,也想起了那三个月前,舷窗之上的2厘米伤口,差点让它没能回到地球。
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时间拨回2025年的11月4日,神舟二十号航天员正在执行返回前的最后检查,在检查的最后时刻,他们在神舟二十号飞船舷窗的最外层玻璃边缘,发现了一个从未见过的三角形状,约有2厘米长,略呈小树叶形状的一段裂痕。
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神舟二十号乘组指令长陈冬果断上报地面指挥中心:神舟二十号飞船发现舷窗裂纹,贯穿最外层玻璃!
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后经机械臂舱外拍照,空间站神舟二十号乘组与神舟二十一号乘组辨认,地面技术团队解读,最终证实这是被太空中的一不到1毫米微小碎片撞击导致的裂纹。别看微小碎片个头比芝麻都小,但在太空中它会以每秒10公里的速度飞行,所以这个撞击能量,堪比子弹一样。
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要知道,神舟飞船的返回舱舷窗,是采用了三层复合玻璃结构。最外层,也就是出现裂纹的玻璃,其实功能上是防热窗的作用。专门负责抵御神舟飞船返回大气层时候,遭遇的超过1000摄氏度的高温灼烧的情况而设计的。而这层玻璃出现贯穿性裂纹,则表示在返回大气层的时候,神舟二十号可能会无法忍受极端高温,如果高温会沿着裂纹扩展,最坏的情况可能会造成整个防热玻璃的脱落。
于是,2025年11月5日,神舟二十号返回任务,被迫按下了暂停键。
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那么神舟二十号乘组怎么返回地球呢?地面工程团队围绕各种设想进行反复模拟推演。时间到了2025年11月8日,召开了专项评审会,在这个评审会中明确:神舟二十号飞船已经不再满足载人安全返回的放行条件。11月10日,应急预案启动,决定神舟二十号乘组搭乘神舟二十一号飞船返回。11月14日,神舟二十号乘组平安返回地球。
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但神舟二十号飞船这时候还停在太空,如果不解决裂纹问题,它可能成为太空垃圾。受损的神舟二十号仅能作为极端情况下的应急避险飞船,无法保障乘组安全返回。发射神舟二十二号飞船,成为必然选择。
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2025年11月25日12时11分,神舟二十二号飞船在完成测试、总装、加注、发射后,带着舷窗专用内加固应急装置飞赴苍穹。这是中国载人航天工程第一次应急发射任务。
有人问:为什么不在舱外维修?其实,飞船舷窗必须保持光滑的气动外形,不可能打额外的补丁。舱外维修不可行,于是,最终确定了从舱内加固的方案。神舟二十二号将专用处置装置送上空间站后,航天员在神舟二十号返回舱内完成安装,有效提升了返回过程中的防热和密封能力。1月19日,这个“带伤坚守”的返回舱安然落地,外观正常、物品完好。
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随着神舟二十号飞船成功返回,那道牵动全国人民紧张神经的小小裂纹,再次引发热议:如果飞船没有舷窗,是否就没有脆弱的地方?
答案是否定的。“舷窗必不可少。”
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无论是在发射段进行应急逃逸,还是飞船执行应急返回任务,航天员都需要通过舷窗直接观察返回舱外的着陆环境,判断是否存在风险。如果发射段逃逸了,返回舱落地后,航天员需观察落地环境是否平坦。如果不看外边,只是感觉返回舱落地了就切伞,有可能造成二次伤害。
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其次是作为姿态判定的最终备份手段。在飞船自动姿态控制系统失效的极端情况下,航天员可通过舷窗观察地球弧线和星空的位置关系,手动操控飞船恢复稳定姿态。舷窗的这两种功能都是不可替代的。
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此次太空应急行动取得了宝贵经验。工程全线进一步认识到空间碎片威胁的严峻性。近年来空间碎片数量增长迅速,空间环境日趋恶劣,未来威胁将愈发严重。后续将重点改进舷窗结构,以增强抗空间碎片能力,并加强微小空间碎片的监视。大、中等碎片主要靠躲避,小碎片则依靠飞船本身舷窗结构强度抵御。
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在基本结构不变的前提下,探索提高舷窗“硬抗”空间碎片能力的方法,目前相关实验已在开展且初步验证可行。
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