首次在軌修飛船！航天員下次出艙將檢查并處理神舟二十號(hào)損毀舷窗

神舟二十號(hào)航天員乘組雖然早已返回地球，但神舟二十號(hào)飛船還在太空中，它因舷窗被太空碎片撞擊而失去載人返回的機(jī)會(huì)，但是我國(guó)神舟二十二號(hào)飛船在無(wú)人狀態(tài)下載貨上行時(shí)攜帶了舷窗裂紋處置裝置（大概率是有好幾種），那么它還能被修復(fù)嗎？這也是大家都很關(guān)心的問(wèn)題！

針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，央視11月30日播出的《面對(duì)面》欄目中給予了解答，中國(guó)載人航天工程辦公室主任助理，工程新聞發(fā)言人季啟明在受訪時(shí)表示：在下一次航天員出艙的時(shí)候會(huì)進(jìn)行飛船外舷窗玻璃的損毀情況，并且到時(shí)候視情況對(duì)受損的舷窗進(jìn)行防護(hù)處理。

還有一點(diǎn)雖然發(fā)言人沒(méi)說(shuō)，但筆者認(rèn)為應(yīng)該會(huì)去做，就是航天員大概率會(huì)對(duì)飛船整體進(jìn)行全面檢查。因?yàn)轱w船舷窗上的撞擊在飛船內(nèi)是比較容易發(fā)現(xiàn)的，但是飛船舷窗之外的位置是否受過(guò)撞擊，在飛船內(nèi)幾乎是無(wú)法發(fā)現(xiàn)的，因此還必須得航天員到飛船外進(jìn)行全面細(xì)致的檢查，才能了解其他位置的具體情況。

欄目中還就神舟二十號(hào)舷窗的損毀情況進(jìn)行了較為詳細(xì)的表述，認(rèn)為是一顆直徑一毫米以下的太空微小碎片撞擊了飛船舷窗，撞出了一個(gè)三角形的痕跡和裂紋，但是裂紋在舷窗外層玻璃上呈貫穿性延展。

為了保險(xiǎn)起見(jiàn)，遂將神舟二十號(hào)飛船載人返回的任務(wù)取消，航天員改乘神舟二十一號(hào)返回地球，然后發(fā)射神舟二十二號(hào)飛船對(duì)接空間站，作為神舟二十一號(hào)航天員返回的備用飛船。

可能大家都會(huì)奇怪，為什么直徑不足一毫米的太空微小碎片，或者說(shuō)大小就如同一粒小米粒的太空微粒，也能將飛船的舷窗撞出貫穿性裂紋？其實(shí)它的能量主要體現(xiàn)在速度上，這種微粒雖然細(xì)小，但它在太空中長(zhǎng)期飛行而不落到地面上，就說(shuō)明它的速度要接近或者快于第一宇宙速度，也就是每秒7.8公里左右，要知道手槍子彈出膛的速度也就每秒300~500米，可見(jiàn)這種太空微小碎片的速度，比子彈的速度快了10倍以上。

而如果這個(gè)碎片軌道運(yùn)行接近于我國(guó)空間站的軌道，撞擊的時(shí)候是追蹤式撞擊，那么其造成的損傷是可以忽略不計(jì)的，如果兩者的軌道垂直，撞擊交叉角度是90度角，那么撞擊的速度就是接近第一宇宙速度，就足以形成造成舷窗玻璃碎裂的撞擊了，而如果是迎頭撞擊的相對(duì)式撞擊，那么撞擊時(shí)的速度，達(dá)每秒15公里左右，造成的撞擊破壞程度就又大多了。

實(shí)際上神舟飛船返回艙舷窗是相當(dāng)結(jié)實(shí)的，它采用三層特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：最外層是承受1000℃以上再入高溫的無(wú)機(jī)硅系防熱玻璃，內(nèi)側(cè)兩層是負(fù)責(zé)承壓和密封的金屬硅酸鹽鋼化玻璃，而外層玻璃的裂紋，相當(dāng)于給返回時(shí)的安全防護(hù)撕開(kāi)了一道口子。

專家們分析和進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)后認(rèn)為，若飛船帶著裂紋返回，再入大氣層時(shí)的高溫和氣流沖擊會(huì)導(dǎo)致裂紋快速擴(kuò)展，最壞情況下可能引發(fā)外層玻璃脫落。一旦外層失效，高溫氣體將直接沖擊內(nèi)側(cè)兩層玻璃，輕則導(dǎo)致艙內(nèi)失壓，重則引發(fā)三層玻璃全部破裂，后果不堪設(shè)想，因此決定不再用神舟二十號(hào)飛船冒險(xiǎn)，而是改用了讓航天員們乘坐神舟二十一號(hào)飛船返回。

那么，要讓航天員們對(duì)神舟二十號(hào)飛船舷窗進(jìn)行太空在軌維修，又如何去解決它的“舷窗隱患”呢？應(yīng)該說(shuō)此次維修將圍繞“最小風(fēng)險(xiǎn)、最大保障”原則操作。航天員出艙抵達(dá)神舟二十號(hào)舷窗附近，大概率會(huì)使用某種玻璃裂紋維修材料直接對(duì)裂紋進(jìn)行消除處理。

但是這種方法在外太空環(huán)境下會(huì)有較大挑戰(zhàn)，大家都看到過(guò)有些玻璃修復(fù)材料可以修復(fù)玻璃裂紋，修好之后看上去完好如初，但是空間站外的太空環(huán)境接近真空，溫差變化又極大，對(duì)地球表面有效果的材料，在太空中未必能行，但也不妨一試。

在神舟二十二號(hào)飛船發(fā)射之際，載人航天辦公室曾講到飛船中攜帶了舷窗裂紋處置裝置，這個(gè)裝置到底是什么？是不是要拆掉外層舷窗玻璃進(jìn)行處理？但這樣處理比較復(fù)雜，太空中不易操作，推測(cè)可能性不大。

再就是這個(gè)裝置很可能是做艙內(nèi)加固處理的。航天員可以在神舟二十號(hào)返回艙內(nèi)部對(duì)舷窗內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封與加固處理，相比艙外操作，這種方式更安全便捷，即便返回時(shí)外層玻璃破裂，加固后的內(nèi)側(cè)兩層玻璃也能更大概率抵御高溫與氣流沖擊，保障艙內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。

或許有人會(huì)問(wèn)：既然神舟二十號(hào)已無(wú)法載人返回，那么就讓它空船返回就行了，為何還要耗費(fèi)精力維修呢？答案藏在“無(wú)人返回試驗(yàn)”的重要意義里。按照計(jì)劃，神舟二十號(hào)在完成維修后，將裝載空間站上一些科研用品或者廢棄物品，以無(wú)人自主返回模式著陸地球。這趟“特殊返程”，將為中國(guó)航天帶回三大核心價(jià)值：

首先是數(shù)據(jù)價(jià)值。返回過(guò)程中，地面可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)舷窗在高溫、氣流沖擊下的狀態(tài)，驗(yàn)證維修方案的有效性。這些真實(shí)的在軌數(shù)據(jù)，是地面試驗(yàn)無(wú)法完全模擬的，將為今后類似故障的處置提供“實(shí)戰(zhàn)參考”。

其次是技術(shù)驗(yàn)證。此次在軌維修是中國(guó)首次嘗試對(duì)載人飛船進(jìn)行在軌修復(fù)，無(wú)論是航天員操作流程，還是修補(bǔ)材料的太空適應(yīng)性，都將為后續(xù)空間站、新一代載人飛船的在軌維護(hù)積累經(jīng)驗(yàn)。比如未來(lái)若空間站艙體出現(xiàn)微小損傷，此次驗(yàn)證的維修技術(shù)就能快速?gòu)?fù)用。

最后是風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)。隨著人類航天活動(dòng)增多，太空碎片數(shù)量呈激增態(tài)勢(shì)，尺寸大于1厘米的碎片約有5萬(wàn)個(gè)，小于1厘米的更是數(shù)以億計(jì)。神舟二十號(hào)的遭遇，是太空環(huán)境惡化的一個(gè)縮影。通過(guò)此次維修與返回試驗(yàn)，中國(guó)航天能更精準(zhǔn)地掌握碎片撞擊后的應(yīng)對(duì)策略，為提升航天器“抗碎片能力”提供依據(jù)——正如中國(guó)航天科技集團(tuán)專家賈世錦所說(shuō)：“這次事件提醒我們，必須進(jìn)一步加強(qiáng)航天器結(jié)構(gòu)的‘硬扛能力’，至少要防住這類毫米級(jí)碎片的沖擊。”

神舟二十號(hào)事件的應(yīng)對(duì)過(guò)程，也讓外界看到了中國(guó)載人航天應(yīng)急體系的成熟。哪怕我們的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)做到極致，仍要面對(duì)太空環(huán)境的不確定性，我們的態(tài)度就是要把工作標(biāo)準(zhǔn)提得更高。

消息來(lái)源：《央視新聞》12月1日?qǐng)?bào)道《面對(duì)面丨神舟二十號(hào)將如何處理？計(jì)劃在軌處置之后無(wú)人返回》