神舟21号乘组在轨修复飞船,舷窗的裂纹返回时会扩大,如何修复?

神舟二十二号飞船给神舟二十一号航天员运送去了修复神舟二十号舷窗的装置,但是具体如何修复并没有说明。

目前可以确定的是,航天员将用处置装置在神舟二十号内部修复舷窗,但是不会从舱外更换外层隔热玻璃。

事情的起因要从11月4日说起,神舟二十号航天员在日常巡查时,发现飞船舷窗边缘有个局部异常现象。

他们先是用相机拍下照片,又用空间站上40倍的显微镜从不同角度仔细拍摄,最终地面团队确认,舷窗外层隔热玻璃上出现了一个小的三角区域裂纹。

这可不是小事,返回舱再入大气层时会与空气剧烈摩擦,表面温度能达到上千摄氏度,地面团队通过仿真分析和风洞烧蚀试验发现,这个裂缝在返回过程中有进一步扩展的可能性。

可能有人会问,不就是外层玻璃裂了吗,至于这么紧张?这就得从舷窗的特殊设计说起了。

返回舱的舷窗通常位于第二象限与第四象限,直径约220毫米,别看它不大,却是保障航天员在上升段、驻留段和返回段安全的关键。

它采用三层复合结构,最外层是能承受2000℃高温的防热玻璃,中间是承压玻璃,内层则是密封玻璃。

这三层各司其职,外层主要负责抵挡返回时的高温烧蚀,是名副其实的"牺牲层";中间和内层才是真正支撑舱内气压的"主承力层"。

虽然检测显示内侧两层铝硅酸盐强化玻璃完好无损,舱体气密性、热控系统及飞行控制系统也没受干扰,但外层玻璃出现裂纹后,整体抗冲击能力下降了约40%,这已经不符合载人返回所要求的"绝对冗余"标准。

中国航天向来遵循"万无一失"的原则,绝不会拿航天员的生命冒险。所以经过安全评估和综合评审,决定让神舟二十号乘组改乘神舟二十一号飞船返回,留下神舟二十号进行在轨修复,之后再作为货运飞船带回地面进一步研究裂纹情况。

接下来的问题就是怎么修。很多人可能会想,直接从舱外把外层玻璃换掉不就行了?但中国航天科技集团研究员郑伟直言,从舱外更换舷窗玻璃风险极高,几乎不可行。

在太空的实际条件下,舱外操作的风险、工作时间以及对结构完整性的影响都难以控制。

可行的方案只有一个,在舱内对现有玻璃进行补强加固,就像给家里的旧窗户从里面贴层防护膜一样,只不过这个"膜"是专门设计的航天级修复装置。

为了运送这个关键的"补窗神器",11月25日12时11分,神舟二十二号紧急升空了。

酒泉的冬风刺骨,发射塔架在阳光下线条分明,倒计时归零的瞬间,火焰托举着飞行器拔地而起,控制室里的屏幕一片亮白,所有人的目光都紧紧盯着画面。

约10分钟后,飞船与火箭成功分离进入预定轨道,这个节点按时完成的背后,是整个航天体系面对突发情况时反应速度与协调能力的一次真刀真枪检验。

这是中国载人航天工程立项以来第38次发射、长征系列火箭第610次飞行,更重要的是,这是我国首次实施载人航天应急发射。

神舟二十二号是无人状态飞行,除了携带航天食品、药品、新鲜果蔬这些常规补给,最关键的就是那个"舷窗裂纹处置装置"。

从命名就能看出来,它就是直奔那条细微但足以改变决策的裂纹而去的。

神舟二十一号乘组将在舱内操作这个处置装置进行修复,具体来说就是"贴窗口贴"的方式。

核心思路很明确:通过在舱内加固,让神舟二十号具备运载货物下行的能力。

简单说,就是确保舷窗在返回时即便遇到极端情况,也不会影响舱内物资安全。这种修复方式看似简单,实则每个动作都要算到毫米级的后果。

工程师们对"安全"的定义从来不是口号,而是可验证的边界。他们有信心通过补强措施,让神舟二十号安全载货返回,但绝不会在没有充分验证的前提下冒险载人。

可能有人会联想到历史上的类似情况,2003年神舟五号返回时,杨利伟曾目睹舷窗出现"裂纹",一度引发紧张情绪,后来证实只是外层防热涂层因高温龟裂,并非玻璃本体损伤。

二十多年过去,中国航天已经从早期的"边走边试"迈向了"全程可控"的新阶段。曾经的惊险经历沉淀为今天的严谨标准,我们不再依赖偶然的幸运来证明能力,而是依靠严密的流程守护每一次平安归来。

这次舷窗裂纹还有个重要发现,不是老化也不是制造缺陷,而是被一颗比米粒还小的太空碎片以近8公里/秒的速度击中。

外空碎片正成为航天器绕不开的现实问题,就像车子在路上跑偶尔会遇到"飞石",关键是要有应对方案和维修能力。

更值得关注的是这次应急处置的工程意义。它验证了我国载人航天的应急发射机制,可以在短时间内把"必要之物"送上去,这不是炫技,而是体系能力的自检。

在轨故障的修补方案将被真实演练,裂纹的行为数据也会被记录下来,反过来影响未来的设计优化与材料选型。

基于这次撞击数据,工程团队已经提出了三项实质性改进措施:一是将外层"牺牲层"设计为模块化结构,便于未来在轨更换;二是在舷窗周边集成微型传感阵列,实现对裂纹扩展的动态监测与实时预警。这些改进会让未来的航天器更安全、更可靠。

从神舟二十号发现裂纹到神舟二十二号紧急送装,再到神舟二十一号乘组即将进行的修复操作,整个过程展现的是中国航天"宁愿慢一点、稳一点,也不冒不必要风险"的态度。

当神舟二十号最终安全以货运身份返回地面时,我们看到的不仅是一次成功的应急处置,更是一堂扎实的航天工程课。它告诉我们,太空探索从来不是一帆风顺的,但只要有完善的应急机制、严谨的科学态度和持续创新的技术能力,就能应对各种挑战。

这次在轨维修飞船舷窗本身就是一次重要的技术实践,为未来深空任务积累了宝贵的修复数据。

也许用不了多久,再遇到类似问题时,我们的航天员就能更从容地出舱更换零部件,中国航天的脚步也会在这些经验的积累中走得更稳、更远。

参考资料:

焦点访谈丨太空应急:速度与安全——海外网

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更新时间:2025-11-28

标签:科技   神舟   舷窗   裂纹   飞船   时会   外层   玻璃   航天员   能力   装置   中国航天

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