众所周知,神舟20号乘组在乘坐返回地球的前一天,发现神舟20号载人飞船舷窗的边缘有一个局部的异常现象。随后神舟20号乘组将现场照片发回了地面控制中心,而中国航天科技集团五院载人飞船系统总设计师贾世锦在航天员报告这一突发情况后的第一时间便收到了现场照片。
经地面科研人员一致判断得出,肯定出现了裂纹
随后,通过地面组织了国内十多个玻璃相关行业的专家对损伤情况进行研判,得出统一意见,那就是出现了裂纹,而且是贯穿式裂纹,从内表面到外表面已经贯穿。而且分析研判,这个三角裂纹是由一个尺寸小于1毫米的空间碎片所击中导致的。
地面科研人员判断为贯穿性裂纹,有安全隐患
所以在无法保证航天员足够安全的情况下,我国启动了太空应急20天方案,让神舟20号航天员成组乘坐神舟21号飞船返回,随后发射神舟22号飞船对接“天宫”空间站,并作为神舟21号成组的返回飞船。目前神舟20号航天员成组已经安全返回地球,而神舟22号飞船也成功对接“天宫”空间站。
此次裂纹在返回舱的舷窗处,就是图中红框里的玻璃窗
神舟20号飞船“带伤”返航,多项航天记录将被创造
但神舟20号飞船并非就因为舷窗出现裂纹就放弃,从官媒对相关航天工作人员的采访可知,该裂纹问题将会在神舟20号飞船返回地面后进行细致研究。这意味即便神舟20号飞船“带伤”,也将返回地球着落,区别是并不载人,以确保航天员安全。
但神舟20号飞船不是简单的返回载入地球着落,因为飞船舷窗出现裂纹,而且是贯穿式的,那么意味着有可能出现飞船内外气体泄露,而且一旦舷窗出现裂纹,那么整个舷窗玻璃的强度就会大幅度下降。
在飞船返回的过程中,高速通过地球大气层时会剧烈摩擦,产生上千度的高温高压。到时候舷窗有可能因为裂纹和强度不足而导致破裂,飞船内部会瞬间产生上千度的高温,一切人员设备都将焚毁。
神舟飞船载入大气层,会经历高温高压,图为返回后的神舟飞船返回舱
而且即便飞船舷窗没有破裂,这个裂纹也有可能在内外高压之下扩大或者漏气,导致舱内氧气流失,假如飞行员在舱内,会造成窒息而死。1971年6月30日,前苏联的联盟11号在为“礼炮一号”空间站完成维修返回地球时,因返回舱的压力阀门被震开了一个小口,从而导致返回舱内外压力失衡,导致空气泄露,三名航天员全身血管的破裂,导致严重出血和失聪、失明,缺氧而死。
联盟11号3名航天员便因为气压泄露而死
前车之鉴在前,也是此次我国弃用神舟20号飞船载人返回的原因。但在无人状态下,我们便可以利用这场太空事故,进行诸多人类前所未有的太空试验。
首先,我们会在太空对神舟20号飞船进行裂纹处理和修复,可能会进行舱内修复和舱外修复。
舱内修复主要是通过航天员在舷窗裂纹处喷涂防高温材料堵上裂纹。舱外修复可能会运用机械臂和航天员出舱行走进行喷涂修复。总之不会坐视神舟20号飞船“带伤”,而不处理让其返航。
在处理过神舟20号飞船“伤口”后,我们有可能会在神舟20号返回舱内放置一些环境检测系统,甚至是模拟真人设备,在神舟20号返回舱载入大气层时实时监控舱内数据,包括温度、压力、氧气含量等,验证修复效果和返回舱安全系数。而且通过这些数据,也能够判断返回舱裂纹对飞船安全系数的影响,从而为未来再次应对此类事件做好技术储备。
“天宫”空间站舷窗看神舟飞船
这样的好处是,如果在验证后认为返回舱绝对安全,且修复效果也达到预期,那么未来即便再次出现这样的事故,我们也不必花费巨资再发射备份的神舟飞船去接这批航天员返航。而且通过返回舱返回后修复材料的状态和裂纹变化程度,也可以为我国太空修复材料和太空玻璃舷窗工艺的改进积累宝贵数据,以上诸多尝试都是人类太空史上的首次。
如何防范太空垃圾碎片?
或许你会有疑问,我们该如何防范太空垃圾碎片的袭击,这一点按照以往的人类太空经验,10厘米以上的太空垃圾碎片,航天器会采取变轨进行规避,而且这样大的太空垃圾碎片也是可以监测到的。但是1厘米以下的太空垃圾碎片是很难提前监测到的,只能靠航天器自身硬扛。
“国际空间站”加拿大机械臂二号遭空间碎片撞击
所以许多航天器尤其是空间站外部都会采用高强度外壳进行“硬防御”,而此次神舟20号飞船舷窗被1毫米的太空碎片击中,是很难监测和避免的。这也为未来我国太空材料学和防护学提出了更高的要求。
做什么事都不是一帆风顺的,何况是探索太空这种技术极为复杂的事业,会遇上各种问题和事故。但问题事故不可怕,只要我们能够吸取其中的经验教训,那么就不会吃两次亏,从长远看,这只会让我们的航天事业走的更扎实。
以往我们都是跟随者,而如今是时候让中华民族背负人类进步的责任了!
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