中国太空救援:神舟二十号波折后的安全回归与新体系探索

日期:2025-11-16 16:00:00 / 人气:4


11月14日17时21分,神舟二十号航天员陈冬、陈中瑞、王杰全部安全顺利出舱,健康状态良好,神舟二十号航天员乘组的太空之旅顺利结束。此次返回备受关注,这与神舟二十号此前遇到的波折密切相关。

波折缘由:微流星体撞击致返回推迟

11月5日,中国载人航天工程办公室发布消息,即将完成任务的神舟二十号载人飞船疑似遭到微流星体撞击导致飞船受损,原定11月5日的返回被迫推迟。11月14日,载人航天办公室宣布,经过仿真试验、地面测试和评估后,认为神舟二十号飞船不具备返回放行条件,因而启动了备份船发射工作。同日,神舟二十号乘组航天员转移到对接在空间站的神舟二十一号飞船返回地球,随后择机发射神舟二十二号飞船前往空间站。这是自中国空间站发射以来,首次启动应急备份救援流程。

撞击影响:舷窗受损威胁返回安全

据悉,疑似微流星或空间碎片(MMOD)击中神舟二十号飞船的舷窗。神舟飞船的舷窗分为三层,最外层是高硅氧防热玻璃,用于承受热流,但耐压性差;内两层是带有密封圈的铝硅酸盐强化玻璃,用于承担大气压力。外层舷窗玻璃受损强度下降后,可能在再入过程中破碎,导致不耐热的内层耐压玻璃受到外层高温气流冲刷,即便有防火帷幕,仍可能导致内层玻璃破碎,使返回舱在高空失压,引发类似联盟 - 11号飞船的惨剧。因此,发射神舟二十二号飞船是最稳妥保险的方法。

MMOD威胁:来源多样且难以防范

撞击神舟二十号的MMOD有多种可能来源,包括自然环境的微流星和人类航天活动的轨道碎片。微流星和航天器的撞击速度在11 - 72千米每秒,空间碎片的相对速度可能在0 - 19千米每秒。随着多次反卫星试验、轨道碰撞和在轨解体事件的发生,以及正常航天活动带来的碎片,近地轨道附近MMOD的数量逐步增加。虽然MMOD撞击没有大型空间碎片撞击产生的毁灭性结果,但由于其尺寸小,大多难以被空间态势感知雷达跟踪和定轨,高撞击速度仍会破坏航天器,可能造成严重损伤。中国空间站天和核心舱的供电系统也曾被MMOD击中,由神舟十七号乘组进行修复。

中国空间站应对:多重防护与救援策略

为应对MMOD,中国空间站为关键设备配置了双重冗余,并从去年的神舟十八号开始,逐渐为空间站的一些关键部分安装高强度双层惠普尔护罩,未来还会加装更多防护板。但空间站无法做到全方位防护,这种风险始终存在。
中国空间站是三舱综合体,具有三个对接口,标准驻站为三人,两个乘组交接时可有六人,每年发射2艘神舟载人飞船,每次驻站半年。与国际空间站相比,中国空间站规模相对较小,目前只有一种货运飞船和一种载人飞船。为提高安全性,我国推出“救援飞船”方式,在发射场提前备份好下一艘飞船和长征二号F/G运载火箭,完成初步组装后分别贮存。如果空间站在轨遇险,导致轨道上的神舟飞船遇到危险,则使用备份火箭和飞船完成组装并快速发射救援航天员;若没问题,备份飞船和火箭则作为执行下一次任务的飞船,实现“滚动值班”。
救援方式分为“8.5天方案”和“16天方案”。“8.5天方案”适用于空间站遭到较严重破坏,航天员可能有生命危险的情况,最快7 - 8天可将航天员救回,但打上去的神舟飞船只负责救人,无法达到半年在轨寿命;“16天方案”适用于空间站遇到无法返回但无生命危险的情况,备份值班飞船在技术区用11天时间完成整备后发射,可提供具备全功能、全寿命的飞船继续完成任务。

此次救援选择:综合考量的结果

神舟二十号此次遭遇的问题并非高危事件,空间站工作正常,航天员没有生命危险,按正常情况应启动16天方案。但11月14日神舟二十一号就带着神舟二十号乘组下来,原因可能是神舟二十一号飞船上携带的四只小鼠驻站时间接近设计寿命三倍,处理尸体和微生物/病毒问题较麻烦,这只是猜测。而停泊的神舟二十号飞船整体完好,舷窗耐压玻璃未受损,短期内可满足避难需求。
神舟二十二号飞船的空船发射还带来额外机会,对接空间站后,神舟二十号可进行一次无人返回,能进行300千克级的空间站下行任务,或许可以带回计划于2026年下半年梦舟一号飞船任务中下行的舱外服B。
随着人类太空活动增加,MMOD中轨道碎片数量急剧增加,其难以探测的特性对航天器防护和应急救援提出更高要求。此次神舟二十号事件检验了应急流程,未来是否添加远程主动探测雷达、安装主动防御设备等都是值得讨论的话题。中国在太空救援方面的探索和实践,展现了保障航天员安全和推动太空事业发展的坚定决心。

作者:天美娱乐




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