神舟二十号舷窗受损后，航天员更换飞船返航
中国三名航天员在轨道上遭遇意外情况后，安全返回地球。工程师发现，神舟二十号返回舱的舷窗出现细小裂纹。任务负责人表示，损伤最可能是由一小块太空碎片造成的。乘组没有乘坐自己的飞船返航，而是改乘刚刚抵达天宫空间站、将下一批航天员送到空间站的神舟二十一号飞船。这次不同寻常的飞船更换发生在原定返航日期一周后，凸显出即使是毫米级碎片，也可能威胁载人航天飞行。
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11月14日美国东部时间凌晨约3时40分，三人乘组在内蒙古东风着陆场着陆，此前他们已在近地轨道停留204天。指令长陈冬与乘组成员陈中瑞、王杰状态良好，随后离开返回舱。他们原定于11月5日返航；神舟二十一号乘组于10月31日与空间站对接，新旧乘组原计划短暂交接。
损伤得到确认后，任务控制人员推迟了返航，并认定神舟二十号已不再符合再入安全要求。中国载人航天工程办公室表示，该飞船将继续与空间站对接，支持在轨工作。该机构计划在适当时机发射系列中的下一艘飞船神舟二十二号，以维持空间站运行，并为新乘组恢复一艘备用返航飞船。
天宫空间站发生了什么？
神舟二十号于4月24日发射，既是乘组进入轨道的交通工具，也是他们原定的返航飞船。在例行检查、准备与空间站分离时，工作人员发现返回舱舷窗玻璃上有细小裂纹。载人航天器的舷窗有意设计得较小，便于目视检查飞船外部和周边环境，但与厚重的承压舱壁和多层防护结构相比，舷窗相对脆弱。即使发现轻微裂纹，也足以促使工程师展开深入分析。
细小舷窗面临的精确威胁
航天器舷窗采用多层窗格和防护罩等冗余设计。许多飞船的舷窗由多层玻璃或熔融石英组成，包含内侧承压层和外侧防碎片层。在轨道速度下，一粒大小如谷物的碎片就可能携带相当于子弹的能量。在稳定、加压的环境中看似没有变化的裂纹，在再入过程中经受热量、振动和压力变化时可能扩展。结构舷窗无法在轨道上进行实际修复；而在再入下降所承受的高应力之前，也不可能对修复效果进行测试。因此，工程师不会允许载人飞船带着哪怕很小的裂纹返航。
着陆与任务成果
尽管临时改变了计划，任务仍完成了核心目标。此次驻留近七个月，航天员开展了科学实验、维护和科普活动。他们进行了四次太空行走，为空间站安装碎片防护板和外部设备。着陆后的画面显示，乘组在东风着陆场状态良好。任务还搭载了小型生命科学载荷，包括用于研究微重力适应情况的小鼠；这些小鼠返回地球后将接受飞行后分析。
为何乘组更换飞船，而不是修理舷窗
这一决定的关键在于风险。神舟二十号舷窗的裂纹虽小，但返回过程中，返回舱将承受气动加热和巨大的压力载荷。没有办法为如此关键的部件认证在轨修补方案。更安全的选择是让神舟二十号继续与空间站对接，由刚刚把下一批航天员送到天宫的神舟二十一号搭载原乘组返航。
项目负责人表示，这一选择以安全为出发点。中国载人航天工程办公室将其原则概括为“生命至上、安全第一”。让神舟二十号继续留在轨道上，也能使工程师持续观察损伤如何变化，为研究太空环境中的真实撞击提供机会。
备用返航飞船空缺及中国的应对计划
神舟二十一号现已返回地球，天宫空间站的现有乘组暂时没有对接的返航飞船。载人航天项目都会为这种情况做好准备。中国在酒泉卫星发射中心保持一枚长征二号F运载火箭和一艘神舟飞船处于高度戒备状态。在最理想的情况下，团队约8.5天即可准备好一次应急发射。该机构还表示，将在适当时机发射无人神舟二十二号，以便为新乘组恢复一艘停靠空间站的应急返航飞船。
太空碎片风险再受关注
此次事件让一个全球性问题再次成为焦点。地球轨道上有超过三万个尺寸大于10厘米、可被追踪的物体，还有数十万块更小的碎片。它们太小而无法追踪，却足以损坏航天器。近地轨道上的物体运行速度约为每秒7至8公里。微小碎片也可能在舷窗上留下凹坑、撕裂散热器管路，或击穿薄壁。天宫空间站和国际空间站的运营方会定期点火，避开追踪网络预测将从附近掠过的碎片。
近期的事例显示，单次撞击就可能改变任务安排。2022年，一个小型物体撞上停靠在国际空间站的俄罗斯联盟MS-22飞船，导致冷却剂泄漏。此后，乘组在轨时间延长了数月，以便准备一艘新飞船。NASA宇航员弗兰克·卢比奥因此创下美国航天员单次在太空停留371天的纪录。2024年，两名NASA航天员在空间站停留的时间远超计划，因为他们乘坐的试验飞船在推进器出现问题后仍处于评估之中。长期延误并不常见，但这些案例说明，轨道环境的动态变化可能改变飞行计划。
碎片从何而来
大多数轨道碎片都是数十年太空活动留下的遗物。火箭上面级中残留的燃料与氧化剂发生反应后爆炸；卫星电池在寿命后期破裂，导致卫星解体；武器试验也制造了大量碎片。2007年，中国在一次反卫星试验中摧毁了退役的风云一号C气象卫星，产生数千块至今仍在绕地球运行的碎片。近些年发生的其他破坏事件也留下了碎片。道理很简单：碎片一旦进入稳定轨道，便会在引力作用下持续飞行，直到缓慢坠入大气层。
当前可以采取哪些措施
运营方可以通过防止产生新碎片、妥善结束任务来降低风险。卫星退役前对电池和储箱进行钝化、选择衰减速度更快的低轨道，以及通过处置点火让卫星脱离轨道，都是现行指南中的做法。一项广泛采用的惯例要求运营方在25年内将卫星移出近地轨道，一些机构则在推动缩短这一期限。多个团队正在测试主动清理技术，包括机器人抓取器、捕获网、阻力帆和增加大气阻力的系绳。这些方法在演示中显示出应用前景，但还没有一种能够大规模应对问题。加强轨道交通协调、提高追踪精度，也有助于乘组规划更安全的规避机动。
中国空间站与太空雄心
天宫空间站是一座三舱空间站，于2022年完成基本构型。空间站通常接待三名航天员驻留六个月，在短暂的乘组交接期间最多可容纳六人。空间站质量约为国际空间站的五分之一。项目规划人员曾讨论增设舱段，以及让一台大型空间望远镜在附近轨道飞行、以便进行维修。中国已提出在2030年前后实现航天员登月，并表示欢迎国际访客进入天宫，其中包括计划安排一名巴基斯坦航天员执行飞行任务。
为拥挤轨道环境做准备
在繁忙的轨道区域运行空间站，需要多层防护和配套操作规程。天宫采用屏蔽结构，在小颗粒撞击承压舱壁前将其击碎。随着设备更新，乘组会在太空行走期间安装额外防护板。定期检查包括舷窗在内的敏感区域，也是日常工作的一部分。运行安排同样能增强韧性：保持一艘返航飞船对接、维持快速发射救援能力，并确保补给足以应对短时间内六人同时在站的情况，都能为项目留出余量。
神舟二十号后续安排与空间站运行
目前，神舟二十号仍在轨道上与天宫对接。该机构表示，将利用它支持在轨实验。任务结束后，任务控制人员预计会引导它在远离人口的海域受控再入。这是安全处置载人返回舱、避免产生新碎片的标准方式。负责人还需要结合对接口可用情况安排处置时间，确保有足够空间供后续货运飞船和无人神舟二十二号对接。
值得关注的时间节点
关键节点包括神舟二十二号无人发射和对接，以及神舟二十号最终离轨。神舟二十二号成功对接后，空间站现有乘组将重新拥有应急撤离途径。后续物流飞行将继续为天宫补充燃料、食品和科研物资。项目将保留应急发射选项，以便在需要时迅速提供支援。
任务相关人士的声音
着陆后，任务指令长陈冬谈及了这段经历，也谈到乘组为何愿意承担太空飞行带来的风险。
人类探索太空的道路并不平坦，充满困难和挑战，这也正是我们选择走上这条道路的原因。
项目负责人也概述了他们遵循的原则。中国载人航天工程办公室表示，此次事件中的决策遵循“生命至上、安全第一”。
要点
- 神舟二十号返回舱舷窗出现细小裂纹，可能由太空碎片造成。
- 中国推迟了原定于11月5日的返航，并于11月14日由神舟二十一号将乘组接回地球。
- 乘组在轨停留204天后，于内蒙古东风着陆场着陆。
- 神舟二十号仍与天宫对接，以支持在轨工作，之后将离轨。
- 天宫暂时没有对接的应急返航飞船；中国将发射无人神舟二十二号，以恢复备用飞船。
- 此次事件凸显了无法追踪的小型碎片带来的日益严峻的风险。
- 中国计划扩建天宫并保持空间站持续有人驻留，同时推进载人登月目标。
