不到1毫米太空碎片，擊穿神舟舷窗！航天員將首次出艙修載人飛船

已經(jīng)確認(rèn)了，神舟二十一號(hào)乘組即將出艙加防。而和其他乘組不同，這次神舟二十一乘組的出艙，有一個(gè)附加任務(wù)，那就是為神舟二十號(hào)飛船緊急“補(bǔ)窗”。

今年11月的時(shí)候，神舟二十號(hào)飛船在準(zhǔn)備返航之前，航天員例行檢查時(shí)候，發(fā)現(xiàn)神舟二十號(hào)飛船舷窗部分出現(xiàn)了一道十幾毫米長(zhǎng)的三角形貫穿裂紋。而造成這一裂紋的，則是不到1毫米的太空碎片。

太空碎片以約25倍音速，撞了上來(lái)。萬(wàn)幸的事，并沒(méi)有影響到神舟二十號(hào)飛船的密閉性，艙內(nèi)壓力一切正常，并沒(méi)影響到神舟二十號(hào)飛船的在軌狀態(tài)。

但如果像天舟飛船一樣，神舟二十號(hào)飛船無(wú)需再返回地球，那也無(wú)妨。但問(wèn)題是，神舟二十號(hào)飛船，返航時(shí)候是需要載入大氣層的，是要經(jīng)歷表面溫度達(dá)上千攝氏度的環(huán)境的。在這種環(huán)境中，如果這道裂紋不斷隨著高溫而擴(kuò)大，那么大氣層外上千度的高溫?zé)崃骶蜁?huì)沿著縫隙鉆入飛船內(nèi)部，危及整船安全。

隨之，一場(chǎng)“太空救援”從此開(kāi)啟。神舟二十號(hào)乘組改成神舟二十號(hào)飛船返回地球。之后僅11天，神舟二十二號(hào)飛船攜帶修船物資、工具包以及生活給養(yǎng)，發(fā)射升空。

現(xiàn)在，神舟二十一號(hào)的三位航天員即將出艙，來(lái)執(zhí)行中國(guó)首次的“在軌維修載人飛船”任務(wù)！

為什么不到1毫米太空碎片，能擊穿神舟舷窗？

相信很多人的反應(yīng)是：是不是玻璃質(zhì)量不行？

恰恰相反！我國(guó)載人飛船的舷窗采用三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，外層防熱、中層緩沖、內(nèi)層承壓，材料強(qiáng)度極高——用普通鐵錘猛砸都砸不出裂紋。

但問(wèn)題就出現(xiàn)在太空的特殊環(huán)境上。要知道，在近地軌道上有許多空間碎片，這些哪怕只有0.1毫米的碎片，運(yùn)行起來(lái)的速度卻足足有每秒7到8公里。我們通過(guò)動(dòng)能公式E=?mv2可以很清晰的計(jì)算出，加速運(yùn)動(dòng)物體所帶來(lái)的撞擊能量。以1毫克太空碎片為例，其撞擊能量相當(dāng)于一顆射出鏜的9毫米手槍子彈。

根據(jù)歐空局?jǐn)?shù)據(jù)，在太空中1毫米到1厘米的碎片數(shù)量超過(guò)1億個(gè)，這么小又這么多，讓地面雷達(dá)根本無(wú)法追蹤定位。

在之前的中國(guó)空間站出艙乘組中，就曾有出艙宇航員維修中國(guó)空間站天和核心艙太陽(yáng)翼的經(jīng)歷。

既然飛船壞了，那怎么修呢？

據(jù)專家介紹，中國(guó)首次在軌修飛船，先從內(nèi)部“打補(bǔ)丁”開(kāi)始。

具體來(lái)說(shuō)，神舟二十一號(hào)乘組將會(huì)在這次出艙任務(wù)中，重點(diǎn)檢查神舟二十號(hào)外部，有沒(méi)有其他的撞擊點(diǎn)，進(jìn)行拍攝，并下傳給地面科學(xué)工作者驗(yàn)證。然后重新返回到神舟二十號(hào)返回艙內(nèi)部，使用特制的密封膠或柔性貼片，對(duì)裂紋區(qū)域進(jìn)行封堵；加固內(nèi)層承壓玻璃周邊結(jié)構(gòu)，確保即使外層在再入時(shí)完全燒毀，艙內(nèi)仍能保持密封。

這種“由內(nèi)而外”的維修策略，既降低操作難度，又最大限度保障安全。畢竟，在真空、失重、強(qiáng)輻射環(huán)境下出艙作業(yè)，每一步都充滿風(fēng)險(xiǎn)。能不動(dòng)外部，就不動(dòng)。

有人問(wèn)：反正神舟二十號(hào)已經(jīng)確定不再載人返回，修它干嘛？不載人了還費(fèi)勁？

這是中國(guó)首次在軌維修載人飛船，技術(shù)驗(yàn)證價(jià)值極高。未來(lái)若空間站或新一代飛船遇險(xiǎn)，這套流程就是“救命模板”；神舟二十號(hào)計(jì)劃明年4月以前，無(wú)人模式自主返回，途中若因裂紋失控解體，不僅損失飛船，還可能產(chǎn)生更多碎片，威脅其他航天器。而且，它返航時(shí)還能“順路帶貨”，把空間站積存的廢棄物或?qū)嶒?yàn)樣品帶回地球，絕不浪費(fèi)一次返回機(jī)會(huì)。

神舟二十一號(hào)乘組原本的任務(wù)就很重，包括安裝空間站碎片防護(hù)裝置，維護(hù)艙外設(shè)備和開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)，如今又加了一項(xiàng)“兼職”：修神舟二十號(hào)飛船。