神舟二十號乘組返程已經有11天了,今天,神舟二十二號飛船也已經提前“轉正”,踏上了太空征程。
神舟二十號航天員乘組原定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”時間僅有9天,11月14日,他們便換乘神舟二十一號飛船安全返回地面。
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一連串的操作簡直打臉了地球上的另外兩個航天強國。因為之前在國際空間站中,美國和俄羅斯的救援行動,耗時的計算單位都是以月計算的。最出名的就是今年年初時候,美國波音公司的星際客機的太空救援,足足花了9個月的時間,一時間上了熱搜。
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這已不是中國第一次展現太空救援能力。
就在今年4月,中國曾公布過DRO-A/B兩顆衛星的畫面。畫面中,衛星的太陽翼呈現出近乎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,咱這國產的衛星太陽翼依舊在發電并正常使用。
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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雙星組合體發射后,火箭上面級出現了異常,導致衛星沒能入軌,飛出了監控區。也就是進入了盲區,在盲區里,衛星組合體以每秒超200度的速度翻跟頭,差不多每1.8秒一個跟頭,于是太陽翼電池板就這樣給造成這幅慘樣了。
但咱們的科學家并沒有放棄!而是立即開展了一場罕見的“太空救援”。
他們不斷向衛星發送指令,最終成功停止了衛星的翻滾,隨后調整衛星對日姿態,平衡蓄電池充放電,讓太陽翼恢復發電能力。
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歷經123天的艱難救援,這兩顆已經脫軌的衛星成功進入預定軌道,與早前發射的DRO-L衛星共同構建了世界上首個基于DRO的地月空間三星星座。
看到中國航天如此強大的救援能力,很多朋友自然會問:能否用同樣的技術修復神舟二十號飛船的裂紋呢?
答案是:拯救失控衛星與修復載人飛船是兩碼事,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重,但返回艙不同——它是航天員返回地球時唯一會回到地面的部分。
載人飛船完成任務后,會從空間站分離,在返回過程中調整姿態并進行艙段分離,最終只有返回艙受控重返地球,軌道艙和推進艙則在分離后墜入大氣層燒毀。也就是說,如果撞擊發生在推進艙或軌道艙,飛船仍可能安全返航,因為這兩個艙段本來就是要被“丟棄”的。
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可神舟二十號返回艙的情況與DRO-A/B兩顆衛星不是一回事。
返回艙在返回地球路過大氣層的時候,會經歷超過1000度的灼燒。這種情況下,任何細微的破損都會有讓外部超高溫熱空氣進入艙內的可能性,有無法挽回的災難性后果。
因此,發現舷窗玻璃有細微裂紋后,中國航天立即啟動應急預案,安排航天員換乘神舟二十一號飛船返航。
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那么,神舟二十二號會攜帶修復工具和配件,能否通過航天員出艙行走來修復這些裂紋呢?
難度相當大。
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,進行如此操作的難度相當困難。而且修復返回艙,可不像咱們給窗戶換塊玻璃那么簡單。在返回艙內,有大量精密儀器設備和成千上萬的元器件,稍有不慎就可能引發新問題。
另外,還有一種可能,那就是成功換了玻璃。可這時候誰又能百分百保證,返回艙在再入大氣層時候,會不會因為這換過的玻璃導致返回艙不能經受超高溫的考驗呢?
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要知道,在太空中進行的修復作業,其可靠性和穩定性難以達到地面水平。
曾經神舟十七號乘組,可以在太空環境下,出艙修復了天和核心艙的太陽翼,那能不能用相同的經驗方法,對神舟二十號飛船進行類似修復呢?
這個問題難度在于,空間站太陽翼修復與返回艙修復存在本質區別。
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空間站在約400公里的太空高度上運行,太陽翼也不需要重返大氣層,所以不必考慮它們經歷高溫灼燒的情況。而神舟飛船返回艙,則會在返回時候以極高速度穿越大氣層。這高速度以及氣動的加熱效應,會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,美國哥倫比亞號航天飛機的悲劇就是前車之鑒。當時一塊脫落的泡沫塑料撞擊機身,損壞了隔熱瓦,導致航天飛機返回時解體。誰曾想到,一塊小小的泡沫塑料竟會造成如此嚴重的后果?
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,內兩層用于承壓。科學家表示,舷窗出現細微裂紋,最理想的情況是對飛船沒有任何影響,但返航時總會存在風險。
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外層玻璃受損可能導致外部超高溫氣體進入,燒穿內兩層玻璃,造成返回艙泄壓,甚至可能導致返回艙熔化、解體。同時,返回艙外部結構是經過精密設計的,任何損傷都可能影響返航時的再入姿態和軌跡控制。
正是基于這些考量,神舟二十號飛船大概率會在神舟二十一號任務過程中,以空載返回的方式回歸東風著陸場。
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