2025年11月4日,距離神舟二十號飛船及航天員乘組原定返回地球僅剩1天時,該飛船突遭宇宙碎片撞擊。于是接下來中國載人航天工程首次應急救援行動啟動,神舟二十號航天員乘組三人乘坐神舟二十一號飛船返回地球,之后發(fā)射神舟二十二號飛船,作為神舟二十一號航天員乘組的備用飛船。
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撞擊的情況到底怎么樣呢?可以說這件事情出現(xiàn)之后很長時間都沒有具體的消息,只在神舟二十二號飛船發(fā)射之際,載人航天辦公室才透露是返回艙舷窗出現(xiàn)撞擊痕跡,有細微裂紋,但具體情況也沒有詳細介紹。直到11月30日,才由央視《面對面》欄目的訪談中有專家講解到具體情況,央視新聞又于12月1日發(fā)文進行了詳細報道。
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原來在2025年11月4日,原定次日返回地球的神舟二十號載人飛船發(fā)現(xiàn)遭撞擊的情況,目前已有的消息來看,并沒有講到受撞擊的具體時間,也沒有說撞擊后飛船發(fā)出警報的情況,而撞擊點是航天員乘組在返回艙舷窗例行檢查中發(fā)現(xiàn)的,后來說出現(xiàn)的是微小裂紋。
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11月30日的央視節(jié)目中專家表述是在返回艙舷窗的邊緣出現(xiàn)一處三角形的撞擊痕跡。
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這處看似微小的痕跡,被專家證實是貫穿整個舷窗玻璃的裂紋,而“肇事元兇”是直徑不足1毫米的空間碎片,也就是說撞擊物的大小如同一粒小米粒。
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其實神舟二十號的舷窗采用三層防護結(jié)構(gòu):最外層是抵御返回大氣層千度高溫的防熱玻璃,中間層與內(nèi)層負責維持艙內(nèi)氣密性并阻擋空間碎片,三層玻璃疊加硬度堪比特種鋼材,地面試驗中需用大錘重擊才能敲出裂紋。
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但在太空中,一顆直徑不足1毫米的微小碎片,其速度也可達每秒近8公里,以這樣的高速撞擊舷窗,產(chǎn)生的能量比錘子重擊還要大一些,而撞擊的位置又是舷窗玻璃邊緣倒角處——該位置因結(jié)構(gòu)特性易產(chǎn)生應力集中,直接導致最外層防熱玻璃出現(xiàn)三角形貫穿裂紋,且裂紋從玻璃內(nèi)表面延伸至外表面,徹底破壞了返回時的第一道高溫防護防線。
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中國航天科技集團五院載人飛船系統(tǒng)總設計師賈世錦回憶,最初看到飛船舷窗遭撞擊的照片時,團隊曾誤以為是“漆料粘連”。
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于是航天員第一時間用空間站40倍顯微鏡,從多角度拍攝裂紋細節(jié),并操控空間站機械臂從艙外獲取高清影像。
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這些數(shù)據(jù)迅速傳回地面后,國內(nèi)十余家玻璃材料、航天結(jié)構(gòu)領域的專家連夜開展“天地會診”,通過對比舷窗設計參數(shù)、材料強度數(shù)據(jù),排除了制造缺陷與在軌老化可能,最終確認:碎片撞擊是唯一誘因,且該裂紋在返回大氣層的高溫、高壓環(huán)境下,存在進一步擴展至玻璃脫落的風險,若繼續(xù)使用神舟二十號返回,航天員安全無法保障。
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要知道,返回艙穿越大氣層時,舷窗需承受1000℃以上的摩擦高溫,防熱層是航天員安全的“第一道防線”,如今這道防線出現(xiàn)缺口,意味著返回過程中可能出現(xiàn)致命風險。
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于是在11月5日清晨,任務總指揮部基于專家研判結(jié)果,果斷推遲神舟二十號返回任務,并啟動雙重驗證機制:一方面,地面團隊用返回艙舷窗模擬裂紋狀態(tài),開展風洞燒蝕試驗,結(jié)果顯示在1000℃以上高溫模擬環(huán)境中,裂紋會持續(xù)擴展,甚至可能導致內(nèi)層密封玻璃受損。這代表著返回艙最外層的防熱玻璃已經(jīng)無法使用。
另一方面,工程團隊復核神舟二十號舷窗研制全流程,從原材料檢測報告到地面沖擊試驗數(shù)據(jù),確認設計與生產(chǎn)均無問題,進一步佐證“空間碎片撞擊”的結(jié)論。
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與此同時,應急返回方案的論證同步推進。當時在軌的神舟二十一號飛船(與神舟二十號技術(shù)狀態(tài)基本一致)和地面待命的神舟二十二號飛船(經(jīng)優(yōu)化升級,狀態(tài)差異較大),成為兩個備選返回工具。
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經(jīng)權(quán)衡,團隊選擇神舟二十一號——一來航天員此前已接受過該飛船操作訓練,二來其座椅、生命保障系統(tǒng)與神舟二十號適配度高,無需額外改造。返回時機則確定為“先讓神舟二十號乘組搭乘神舟二十一號飛船返回,再發(fā)射神舟二十二號補位”,避免因空間站對接口占用問題延長航天員在軌等待時間。
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后來的事大家都知道了,這次太空應急救援行動圓滿成功,而且時間很快,從發(fā)現(xiàn)撞擊到應急救援任務結(jié)束只用了20天的時間,展現(xiàn)了中國人“以人為本,安全第一,爭分奪秒,圓滿完成”的行動能力。
俗話說“有備無患”,之所以能取得這樣的成功,也是因為中國航天早已著手應對這一挑戰(zhàn)。在空間站設計中,天和核心艙、問天實驗艙的外壁加裝了多層防護結(jié)構(gòu),可抵御直徑1厘米以下碎片的撞擊;對于直徑10厘米以上的大型碎片,地面測控系統(tǒng)會提前計算軌道,指揮空間站進行主動規(guī)避。
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但此次神舟二十號的遭遇表明,直徑不足1毫米的超小碎片仍存在防御盲區(qū)——這類碎片難以被地面雷達探測,且現(xiàn)有防護結(jié)構(gòu)難以完全抵御其高速沖擊。
對此,中國航天也已啟動針對性改進。一方面,飛船舷窗材料將進一步升級,通過優(yōu)化玻璃成分、增加抗沖擊涂層,提升對微小高速碎片的抵御能力;另一方面,空間碎片監(jiān)測網(wǎng)絡正加速完善,未來將通過低軌雷達、天基觀測衛(wèi)星構(gòu)建“天地一體”的監(jiān)測體系,實現(xiàn)對更小尺寸碎片的預警。
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針對此次因飛船遭遇撞擊而實施的太空救援行動,賈世錦總設計師的一句話說得好:“這次事件提醒我們,太空沒有100%的安全,我們要做的,是把每一個可能的風險點都想到,把防護能力提升到‘下一次能防住’的水平。”
消息來源:《央視新聞》12月1日報道《面對面丨飛船舷窗突現(xiàn)裂紋 應急20天 中國航天第一次應急發(fā)射的背后故事》
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