2025年11月4日,距离神舟二十号飞船及其航天员乘组原定返回地球仅剩一天时,飞船不幸遭遇了宇宙碎片的撞击。随之而来的是中国载人航天工程史上的首次应急救援行动启动。神舟二十号的三位航天员随后乘坐神舟二十一号飞船顺利返回地球,而神舟二十二号飞船则被发射,作为神舟二十一号航天员的备用飞船。

关于这次撞击,情况到底如何?最初,事件发生后的很长一段时间里,并没有公开具体的细节,只有在神舟二十二号飞船发射的时刻,载人航天办公室才透露了部分信息。原来,飞船的返回舱舷窗受到了撞击,出现了细微的裂纹,但具体的情况并未详细说明。直到11月30日,在央视的《面对面》节目中,专家才开始讲解这次事件的详细情况,并且央视新闻也于12月1日发布了更为详尽的报道。

原来,在2025年11月4日,神舟二十号飞船原定于第二天返回地球时,发现飞船的舷窗遭遇撞击。现有的信息并未透露撞击发生的确切时间,也没有说明撞击发生时飞船是否发出了警报。撞击的位置是在航天员例行检查时,发现舷窗边缘出现了微小的裂纹。

11月30日,央视节目中的专家表示,裂纹出现在舷窗边缘,并且是一个三角形的撞击痕迹。

这个看似微不足道的小裂纹,实际上穿透了整个舷窗的玻璃,经过专家确认,撞击的罪魁祸首是一个直径不到1毫米的小空间碎片。也就是说,撞击物的大小相当于一粒小米粒。

神舟二十号的舷窗采用了三层防护结构:最外层是抵御返回大气层高温的防热玻璃,中间和内层则负责保持舱内气密性并抵挡外部空间碎片。三层玻璃叠加的硬度相当于特种钢材,在地面测试中,只有使用大锤猛烈敲击才能造成裂纹。

然而,在太空中,即使是直径不足1毫米的小碎片,其速度也能达到每秒近8公里。这样的高速撞击舷窗所释放的能量,甚至超过了锤子重击的效果。更重要的是,撞击发生的位置是在舷窗玻璃的边缘倒角处,这个位置由于结构特点,容易导致应力集中,从而造成了一个三角形的裂纹。这种裂纹从玻璃内表面延伸到外表面,直接破坏了飞船返回时的第一道高温防护层。

中国航天科技集团五院的载人飞船系统总设计师贾世锦回忆称,最初看到飞船舷窗撞击的照片时,团队还曾误以为只是漆料粘连。

因此,航天员立刻使用空间站的40倍显微镜,从多个角度拍摄裂纹的细节,并操作空间站机械臂从舱外获取高清图像。这些数据迅速传回地面后,国内多家玻璃材料和航天结构领域的专家立即开展了天地会诊。通过对比舷窗的设计参数和材料强度,专家们排除了制造缺陷和在轨老化的可能性,最终确认这次裂纹是由空间碎片撞击所引起的。专家还指出,这个裂纹在飞船返回地球时,面对高温和高压的环境,可能会继续扩展,甚至导致玻璃脱落。如果继续使用这架飞船返回,航天员的安全将无法得到保障。

我们知道,返回舱穿越大气层时,舷窗需要承受超过1000℃的高温,防热层是航天员安全的第一道防线。现在,这道防线出现了裂痕,意味着返回过程中可能会面临致命的风险。

因此,11月5日清晨,任务总指挥部根据专家的判断,果断决定推迟神舟二十号的返回任务,并启动了双重验证机制。一方面,地面团队模拟了返回舱舷窗的裂纹状态,进行了风洞烧蚀试验,结果表明,在超过1000℃的高温下,裂纹会持续扩展,甚至可能损坏内层的密封玻璃,这意味着最外层的防热玻璃无法继续使用。另一方面,工程团队对神舟二十号舷窗的研制过程进行了复核,从原材料检测报告到地面冲击试验的数据,确认了设计和生产过程都没有问题,这进一步证实了空间碎片撞击的结论。

与此同时,针对应急返回方案的研究也在同步进行。此时,正在轨道上的神舟二十一号飞船(与神舟二十号的技术状态几乎一致)和地面待命的神舟二十二号飞船(经过优化和升级,状态有较大差异)成为了两个备选方案。经过权衡,团队决定选择神舟二十一号作为应急返回工具。原因是航天员之前已经接受过该飞船的操作训练,而且神舟二十一号的座椅和生命保障系统与神舟二十号高度兼容,不需要额外改造。同时,为了避免空间站的接口占用问题延长航天员的在轨等待时间,决定先让神舟二十号的航天员乘坐神舟二十一号返回,然后再发射神舟二十二号进行替补。

后来,大家知道了,这次太空应急救援行动圆满成功,整个过程非常迅速。从发现撞击到应急任务完成,仅用了20天的时间。这次行动充分展示了中国航天以人为本、安全第一、争分夺秒、圆满完成的精神。俗话说有备无患,之所以能顺利成功,正是因为中国航天早已做好了充足的准备。在空间站设计中,天和核心舱和问天实验舱的外壁加装了多层防护结构,能够有效抵御直径1厘米以下的空间碎片的撞击。而对于直径10厘米以上的大型碎片,地面测控系统可以提前计算出轨道,并指挥空间站进行主动规避。

但神舟二十号的这次遭遇也表明,直径不到1毫米的超小碎片仍然是防御的盲区。这类微小碎片很难通过地面雷达进行探测,而且现有的防护结构也难以完全抵御其高速冲击。对此,中国航天已经启动了针对性的改进工作。一方面,飞船的舷窗材料将进一步升级,通过优化玻璃的成分、增加抗冲击涂层等措施,提高对微小高速碎片的防御能力。另一方面,空间碎片监测网络正在加速完善,未来将通过低轨雷达和天基观测卫星,建立天地一体的监测体系,从而实现对更小碎片的预警。

对于这次飞船撞击事件,贾世锦总设计师有一句话说得非常到位:这次事件提醒我们,太空没有100%的安全,我们要做的,就是把每一个可能的风险点都考虑到,把防护能力提升到‘下一次能够防住’的水平。