神舟20飛船舷窗出現(xiàn)貫穿性裂紋，應(yīng)急發(fā)射背后，比我們想象的復(fù)雜

央視“面對面”專訪航天五大系統(tǒng)的總師，為我們揭秘了神舟二十號飛船舷窗出現(xiàn)疑似太空碎片撞擊后的20天內(nèi)詳細(xì)情況，很顯然從神舟二十號乘組航天員在日常巡查中發(fā)現(xiàn)疑似裂紋，到他們乘坐神舟二十一飛船返回地球，以及神舟二十二號飛船應(yīng)急發(fā)射，一共20天時間內(nèi)，展現(xiàn)出了中國航天對安全的高度復(fù)雜，以及應(yīng)對復(fù)雜局面的強悍能力。

我們的“一發(fā)一備”方案本來是應(yīng)對單個乘組航天員準(zhǔn)備的。這次疑似太空碎片撞擊飛船舷窗的概率發(fā)生其實本來很小，尤其是在兩個乘組6名航天員共同在軌生活時發(fā)生這樣的事件其實本身概率小的很。

但是，并不能因為概率小，我們就沒有準(zhǔn)備。神舟二十號航天員在返回地球的前一天巡查發(fā)現(xiàn)飛船舷窗外層玻璃邊緣異常情況之后，就立即進行了拍照上報。然后他們就被安排使用空間站上40倍的顯微鏡對異常區(qū)域進行了多個角度的拍照。

最終通過地面團隊確認(rèn)神舟二十號飛船舷窗有一個小的三角區(qū)域出現(xiàn)了裂紋。但是裂紋是怎么產(chǎn)生的，情況到底如何，是否影響航天員返回等還無法確定。

航天五院載人飛船系統(tǒng)總設(shè)計師賈世錦在接到報告之后，看到了下行的照片，進一步安排航天員對該裂紋在不同光線下進行拍照，并且調(diào)用了空間站機械臂上的攝像機進行了進一步的拍攝。這使得看起來像“油漆斑點”的異常，最終被確定為“疑似碎片撞擊細(xì)小裂紋”。

要形成這個結(jié)論并不容易，因為僅僅依靠視覺資料判斷，其實也會出現(xiàn)偏差。但是各系統(tǒng)首先達成一致：“肯定是出現(xiàn)了裂紋，而且有貫穿性的裂紋，整個（隔熱）玻璃從內(nèi)表面到外表面已經(jīng)貫穿了。”

這就樣，從神舟二十號乘組上報異常情況后的12小時內(nèi)，地面總指揮就宣布推遲返回任務(wù)。盡管此時還不知道這樣的細(xì)小的裂紋到底只是在表面，還是已經(jīng)貫穿了。但是統(tǒng)一認(rèn)識上就是按照貫穿性裂紋來處理的。

推遲了返回，但是還沒有確定是否繼續(xù)使用神舟二十號飛船返回。要對這個裂紋進行進一步的分析，并確定下一步方案。

飛船系統(tǒng)接下來的工作有兩個：

一是，組織國內(nèi)十余名玻璃行業(yè)的專家對裂紋進行研判。

二是，航五院對飛船舷窗的研制生產(chǎn)過程進行復(fù)核和倒查。

倒查產(chǎn)品沒問題，生產(chǎn)研發(fā)團隊的設(shè)計理念、設(shè)計方案、地面試驗驗證資料等，都能確定舷窗玻璃本身沒有問題，最大可能還是太空碎片撞擊產(chǎn)生的。

然后就在地面模擬和復(fù)現(xiàn)出現(xiàn)裂紋的情況，但是這并不容易，神舟飛船歷經(jīng)迭代，舷窗玻璃的三層結(jié)構(gòu)都進行了升級。

尤其是上海陶瓷所、五院511所、哈工大、中科院空間中心等單位，都做過模擬沖擊試驗。二級輕氣炮40多發(fā)沒有打破外層玻璃，也就是說：如果穿透彈丸直徑不超過2毫米半的話，12毫米的熔融石英玻璃是安全的。

此外，上述單位還使用激光和靜電磁驅(qū)動甚至是等離子體加速了微米級別碎片，對舷窗玻璃進行過沖擊，也證明了優(yōu)化后的舷窗外部玻璃具有高度的安全性。

現(xiàn)在要在地面模擬類似的裂縫其實很難。賈世錦在采訪時就表示：“我們在地面做試驗，曾經(jīng)想模擬這個玻璃出現(xiàn)了裂紋，一般的工具都是砸不出來的，我們都得上錘子才行，我們現(xiàn)在分析，它是打在舷窗的側(cè)面，就是周邊，在那個地方，因為涉及類似于倒角這些地方，它跟整個平面相比，特別容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。”

最終還是通過技術(shù)仿真分析和風(fēng)洞試驗進行了進一步的分析，認(rèn)為最糟糕的情況就是該舷窗玻璃在返回地球時，黑障區(qū)的高溫可能會讓整個舷窗失效，也技術(shù)三層結(jié)構(gòu)徹底破裂，導(dǎo)致高溫氣體在高速的狀態(tài)下灌入飛船內(nèi)部。

可能性很小，小到?jīng)]辦法量化。因為這么從多次發(fā)射和返回情況來看，飛船舷窗玻璃在返回過程、著陸過程中外層隔熱玻璃出現(xiàn)燒蝕的情況有，但是直接碎了，或者貫穿的情況其實還沒有發(fā)生過。

但是有最壞的情況存在，就要做最壞的打算。

3天后，也就是11月日，載人航天工程辦公室組織了專項評審會，最終確定：神舟二十號飛船已經(jīng)不滿足載人安全返回的放行條件。

飛船系統(tǒng)這邊是這樣的，其實當(dāng)推遲返回的決定做出之后，航天員系統(tǒng)、發(fā)射場系統(tǒng)、空間站系統(tǒng)、地面搜救系統(tǒng)等也同時做出了響應(yīng)。當(dāng)任務(wù)總指揮部宣布神舟二十號飛船延期返回，并啟用神舟二十一號飛船返回時，其實一場更大的應(yīng)急方案都早已經(jīng)啟動。

簡單總結(jié)就是：全部啟動應(yīng)急預(yù)案，多線并舉，將航天員安全放在了第一位。

神舟二十號航天員一邊繼續(xù)模擬分析舷窗的情況，另一方面還開始搬運已經(jīng)裝運準(zhǔn)備下行的物資，遷移到神舟二十一號飛船上，同時也與神舟二十一號乘組進行了“全系統(tǒng)壓力應(yīng)急演練”。

不過，因為早有預(yù)案，早有備份，航天員的生命保障資源充足，各種物資充裕，他們有足夠的底氣從容應(yīng)對。也正為如此，載人航天各系統(tǒng)在充分備份、科學(xué)決策、全系統(tǒng)應(yīng)對的支撐下，完成了20天應(yīng)急發(fā)射的創(chuàng)舉。讓航天員平安返回，并且讓在軌航天員的安全保障達到了設(shè)計目標(biāo)。

隨著神舟二十二飛船無人對接到空間站，下一步的工作也進一步開展。后續(xù)神舟21乘組將在出艙任務(wù)中再次對神舟二十號飛船進行檢查，也會使用上行的處置裝置進行維護、維修。

只不過，目前到底是從艙內(nèi)維修，還是出艙維修，還需要進一步驗證。但是可以肯定的是，這將是我們第一次在太空“修飛船”。因為神舟二十號飛船遇到這樣情況其實十分罕見，讓其無人返回時，取得的真實數(shù)據(jù)十分寶貴，將為后續(xù)研發(fā)和制造飛船提供第一手資料。

這次撞擊舷窗的碎片大小不足1毫米，但是卻讓整個載人航天系統(tǒng)全動員。而現(xiàn)在的軌道上，像這樣的碎片還很難全部監(jiān)測到。也就是說，其實挑戰(zhàn)一直都在，我們盡管已經(jīng)100%成功，但是也不能掉以輕心。

現(xiàn)在，神舟二十三號飛船已經(jīng)確定將提前2個月完工，神舟二十四號也瞄準(zhǔn)明年六月份完工，加快滾動備份速度。“動態(tài)備份”和“熱備份”一直在為我們的航天員提供100%的安全保障。

但是，這還不是終點。賈世錦就表示：這是對整個工程全線的一個提示，就是我們永遠(yuǎn)不要認(rèn)為我們的工作已經(jīng)做到了100分。對于載人航天來說，其實工作永沒有止境，100分是我們永遠(yuǎn)追求的目標(biāo)，必須向著那個方向不斷地努力。

值得一提的是，盡管這是太空微小碎片第一次擊中飛船的舷窗，并產(chǎn)生了微小的貫穿裂紋，也并不意味著我們需要取消舷窗，像一些網(wǎng)友說得那樣“采用攝像頭替代”。因為設(shè)置舷窗本身，其實就是一個備份方案。

現(xiàn)在留給中國航天的課題就是：在日益增多的太空碎片威脅下，如何讓舷窗玻璃“硬扛”所有風(fēng)險。

當(dāng)然，類似的課題還有很多，時間緊、任務(wù)重、責(zé)任大，所有航天人都必須保持高度的清醒。

我國載人航天工程首次應(yīng)急發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功，其實就是重新改寫了人類征服太空的規(guī)則。始終將航天員安全放在第一位，始終堅持穩(wěn)健科學(xué)的步伐。中國航天人以“生命至上”的堅守、“分秒必爭”的效率、“萬無一失”的標(biāo)準(zhǔn)，完成了一場跨越天地的應(yīng)急救援與使命接續(xù)，既彰顯了航天工程的硬核實力，更詮釋了新時代中國航天精神的鮮活底色。

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