神舟二十號(hào)乘組返程已經(jīng)有11天了,今天,神舟二十二號(hào)飛船也已經(jīng)提前“轉(zhuǎn)正”,踏上了太空征程。
神舟二十號(hào)航天員乘組原定11月5日返航,但因飛船問題而推遲。令人驚嘆的是,航天員的“加班”時(shí)間僅有9天,11月14日,他們便換乘神舟二十一號(hào)飛船安全返回地面。
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一連串的操作簡(jiǎn)直打臉了地球上的另外兩個(gè)航天強(qiáng)國(guó)。因?yàn)橹霸趪?guó)際空間站中,美國(guó)和俄羅斯的救援行動(dòng),耗時(shí)的計(jì)算單位都是以月計(jì)算的。最出名的就是今年年初時(shí)候,美國(guó)波音公司的星際客機(jī)的太空救援,足足花了9個(gè)月的時(shí)間,一時(shí)間上了熱搜。
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這已不是中國(guó)第一次展現(xiàn)太空救援能力。
就在今年4月,中國(guó)曾公布過DRO-A/B兩顆衛(wèi)星的畫面。畫面中,衛(wèi)星的太陽(yáng)翼呈現(xiàn)出近乎90度的彎折,這再有一下子那股子寸勁兒,可就斷了。但即便這樣,咱這國(guó)產(chǎn)的衛(wèi)星太陽(yáng)翼依舊在發(fā)電并正常使用。
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這近乎90度的彎折是咋造成的呢?原來,2024年3月13日,DRO-A/B雙星組合體發(fā)射后,火箭上面級(jí)出現(xiàn)了異常,導(dǎo)致衛(wèi)星沒能入軌,飛出了監(jiān)控區(qū)。也就是進(jìn)入了盲區(qū),在盲區(qū)里,衛(wèi)星組合體以每秒超200度的速度翻跟頭,差不多每1.8秒一個(gè)跟頭,于是太陽(yáng)翼電池板就這樣給造成這幅慘樣了。
但咱們的科學(xué)家并沒有放棄!而是立即開展了一場(chǎng)罕見的“太空救援”。
他們不斷向衛(wèi)星發(fā)送指令,最終成功停止了衛(wèi)星的翻滾,隨后調(diào)整衛(wèi)星對(duì)日姿態(tài),平衡蓄電池充放電,讓太陽(yáng)翼恢復(fù)發(fā)電能力。
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歷經(jīng)123天的艱難救援,這兩顆已經(jīng)脫軌的衛(wèi)星成功進(jìn)入預(yù)定軌道,與早前發(fā)射的DRO-L衛(wèi)星共同構(gòu)建了世界上首個(gè)基于DRO的地月空間三星星座。
看到中國(guó)航天如此強(qiáng)大的救援能力,很多朋友自然會(huì)問:能否用同樣的技術(shù)修復(fù)神舟二十號(hào)飛船的裂紋呢?
答案是:拯救失控衛(wèi)星與修復(fù)載人飛船是兩碼事,后者在某些方面難度更大。
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神舟二十號(hào)被撞擊的位置恰恰是在返回艙的舷窗玻璃上。如果是其他部位,問題可能還沒那么嚴(yán)重,但返回艙不同——它是航天員返回地球時(shí)唯一會(huì)回到地面的部分。
載人飛船完成任務(wù)后,會(huì)從空間站分離,在返回過程中調(diào)整姿態(tài)并進(jìn)行艙段分離,最終只有返回艙受控重返地球,軌道艙和推進(jìn)艙則在分離后墜入大氣層燒毀。也就是說,如果撞擊發(fā)生在推進(jìn)艙或軌道艙,飛船仍可能安全返航,因?yàn)檫@兩個(gè)艙段本來就是要被“丟棄”的。
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可神舟二十號(hào)返回艙的情況與DRO-A/B兩顆衛(wèi)星不是一回事。
返回艙在返回地球路過大氣層的時(shí)候,會(huì)經(jīng)歷超過1000度的灼燒。這種情況下,任何細(xì)微的破損都會(huì)有讓外部超高溫?zé)峥諝膺M(jìn)入艙內(nèi)的可能性,有無法挽回的災(zāi)難性后果。
因此,發(fā)現(xiàn)舷窗玻璃有細(xì)微裂紋后,中國(guó)航天立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案,安排航天員換乘神舟二十一號(hào)飛船返航。
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那么,神舟二十二號(hào)會(huì)攜帶修復(fù)工具和配件,能否通過航天員出艙行走來修復(fù)這些裂紋呢?
難度相當(dāng)大。
我們都知道,地面上咱們哪里壞了換哪里就是了。放在神舟二十號(hào)飛船上,就是玻璃壞了就換玻璃就是了。可在太空失重條件下,進(jìn)行如此操作的難度相當(dāng)困難。而且修復(fù)返回艙,可不像咱們給窗戶換塊玻璃那么簡(jiǎn)單。在返回艙內(nèi),有大量精密儀器設(shè)備和成千上萬的元器件,稍有不慎就可能引發(fā)新問題。
另外,還有一種可能,那就是成功換了玻璃。可這時(shí)候誰又能百分百保證,返回艙在再入大氣層時(shí)候,會(huì)不會(huì)因?yàn)檫@換過的玻璃導(dǎo)致返回艙不能經(jīng)受超高溫的考驗(yàn)?zāi)兀?/p>
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要知道,在太空中進(jìn)行的修復(fù)作業(yè),其可靠性和穩(wěn)定性難以達(dá)到地面水平。
曾經(jīng)神舟十七號(hào)乘組,可以在太空環(huán)境下,出艙修復(fù)了天和核心艙的太陽(yáng)翼,那能不能用相同的經(jīng)驗(yàn)方法,對(duì)神舟二十號(hào)飛船進(jìn)行類似修復(fù)呢?
這個(gè)問題難度在于,空間站太陽(yáng)翼修復(fù)與返回艙修復(fù)存在本質(zhì)區(qū)別。
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空間站在約400公里的太空高度上運(yùn)行,太陽(yáng)翼也不需要重返大氣層,所以不必考慮它們經(jīng)歷高溫灼燒的情況。而神舟飛船返回艙,則會(huì)在返回時(shí)候以極高速度穿越大氣層。這高速度以及氣動(dòng)的加熱效應(yīng),會(huì)讓返回艙表面溫度飆升到1000多度。若返回艙受損,很可能在再入大氣層過程中被燒毀。
2003年,美國(guó)哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)的悲劇就是前車之鑒。當(dāng)時(shí)一塊脫落的泡沫塑料撞擊機(jī)身,損壞了隔熱瓦,導(dǎo)致航天飛機(jī)返回時(shí)解體。誰曾想到,一塊小小的泡沫塑料竟會(huì)造成如此嚴(yán)重的后果?
神舟飛船返回艙舷窗玻璃并非單層,而是由三層組成:最外層是防熱玻璃,內(nèi)兩層用于承壓。科學(xué)家表示,舷窗出現(xiàn)細(xì)微裂紋,最理想的情況是對(duì)飛船沒有任何影響,但返航時(shí)總會(huì)存在風(fēng)險(xiǎn)。
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外層玻璃受損可能導(dǎo)致外部超高溫氣體進(jìn)入,燒穿內(nèi)兩層玻璃,造成返回艙泄壓,甚至可能導(dǎo)致返回艙熔化、解體。同時(shí),返回艙外部結(jié)構(gòu)是經(jīng)過精密設(shè)計(jì)的,任何損傷都可能影響返航時(shí)的再入姿態(tài)和軌跡控制。
正是基于這些考量,神舟二十號(hào)飛船大概率會(huì)在神舟二十一號(hào)任務(wù)過程中,以空載返回的方式回歸東風(fēng)著陸場(chǎng)。
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