11月14日傍晚,中國載人航天工程迎來重要時刻。神舟二十號乘組航天員陳冬、陳中瑞、王杰全部安全順利出艙,健康狀態良好,標志著此次太空任務圓滿收官。然而,這次返回過程卻因前期遭遇的意外狀況備受矚目。
11月5日,中國載人航天工程辦公室發布消息,原計劃當日返回的神舟二十號載人飛船,疑似受到微流星體撞擊,導致飛船受損,返回計劃被迫推遲。這一突發狀況,讓整個航天領域高度關注。
經過一系列仿真試驗、地面測試和評估,11月14日,載人航天辦公室宣布神舟二十號飛船不具備返回放行條件,隨即啟動備份船發射工作。當天,神舟二十號乘組航天員轉移至對接在空間站的神舟二十一號飛船返回地球。同時,擇機發射神舟二十二號飛船前往空間站。這是中國空間站自發射以來,首次啟動應急備份救援流程。
據通稿披露,此次疑似是微流星或空間碎片(MMOD)擊中了神舟二十號飛船的舷窗。由于撞擊部位較小,基本排除了某些國家惡意軌道打擊的可能性,屬于純粹的巧合。神舟飛船的舷窗結構特殊,分為三層。最外層是高硅氧防熱玻璃,在飛船返回時承受熱流,耐高溫但耐壓性欠佳;內兩層是帶有密封圈的鋁硅酸鹽強化玻璃,用于承擔大氣壓力。若外層舷窗玻璃受損,強度下降,再入過程中可能破碎,高溫氣流會沖刷不耐熱的內層耐壓玻璃。盡管設有防火帷幕,但仍存在內層玻璃破碎,導致返回艙高空失壓的風險,類似聯盟 - 11號飛船的慘劇可能重演。因此,發射神舟二十二號飛船是確保航天員安全的穩妥之舉。
為應對MMOD威脅,中國空間站為關鍵設備配置了雙重冗余,從去年神舟十八號起,逐步為空間站關鍵部分安裝高強度雙層惠普爾護罩,未來還會加裝更多防護板。不過,空間站無法像戰場坦克那樣全方位防護,風險始終存在。
中國空間站作為目前世界上唯二的有人駐留空間站之一,由天和核心艙、問天實驗艙和夢天實驗艙組成三艙綜合體,還有三個對接口,兩個用于接待神舟載人飛船,一個用于接待天舟貨運飛船。空間站標準駐站三人,乘組交接時可達六人,每年發射2艘神舟載人飛船,每次駐站半年。相比之下,國際空間站有多個國家的多種飛船共同服務,運輸手段相互冗余、補充。例如,2013 - 2015年,美國“天鵝座”OA - 3貨運飛船、俄羅斯“進步”M - 27M貨運飛船、美國“龍”CRS - 7貨運飛船接連發射失敗,空間站補給一度緊張,但得益于“曙光”(FGB/Zarya)和“星辰”(DOS/Zvezda)兩個艙推進系統燃料充足,以及2015年8月日本H - IIB發射HTV - 5貨運飛船,緩解了危機。2022年聯盟MS - 22飛船遭空間碎片撞擊,一位宇航員通過執行Crew - 5的載人龍飛船應急撤離;2024年波音星際線飛船故障,兩位乘組滯留太空,應急撤離也依靠執行Crew - 8的載人龍飛船,宇航員用泡沫箱拼了臨時座椅C6和C7返回。這些案例表明,國際空間站的冗余依賴載人龍飛船的載人余量。而神舟飛船載人數量固定,無法塞進更多人,故障時讓乘組原地加班半年也不現實,因此中國采用更保險的應急救援方案,通過“滾動值班”策略提高資源利用率和安全性。
中國以一國之力難以同時開發多種飛船部署運輸體系,空間站規模相對較小,目前只有一種貨運飛船和一種載人飛船。為提高載人航天安全系數,國內采用高可靠性 + 系統級冗余方式適應發射窗口正常延期,并推出“救援飛船”方式。即在發射場提前備份好下一艘飛船和長征二號F/G運載火箭,初步組裝后分別貯存。長征二號F/G火箭停放在90號垂直總裝測試廠房的2號總裝空間,完成組裝和測試但不與神舟飛船 - 整流罩 - 逃逸塔組合體對接。若空間站在軌遇險,就用貯存的火箭和飛船組裝并快速發射救援航天員;若沒問題,備份飛船和火箭轉移至1號總裝空間,作為下一次任務飛船,實現“滾動值班”。
救援方式有“8.5天方案”和“16天方案”。“8.5天方案”針對空間站遭較嚴重破壞、部分關鍵子系統失效、航天員可能有生命危險的情況。此時啟動工位整合方式,長征二號F/G火箭、備份飛船和逃逸塔轉運至91號工位整合快速發射,試驗隊三班倒趕進度,周期可壓縮至7 - 8天,適用于緊急救援。但此方案壓縮了飛船整備流程,打上去的神舟飛船主要用于救人,難以達到半年在軌壽命。“16天方案”適用于空間站無法返回但無生命危險的情況,值班火箭從2號總裝空間轉移至1號總裝空間,備份值班飛船在技術區用11天完成整備,隨后進行船罩組合體、逃逸塔和運載火箭整合,火箭垂直轉運至91號工位發射。此方案發射的飛船具備全功能、全壽命,可繼續完成任務。
神舟二十號此次遭遇的問題并非高危事件,新聞通稿稱空間站工作正常,航天員無生命危險,因此未啟動“8.5天方案”,而是按“16天方案”執行補發方案。但11月14日神舟二十一號就帶著神舟二十號乘組返回,把神舟二十一號乘組和不具備返回能力的神舟二十號飛船留在空間站。雖未官宣原因,但有猜測認為可能與神舟二十一號飛船上攜帶的四只小鼠有關。這四只小鼠原計劃11月5日乘坐神舟二十號返回,返回推遲后,鼠鼠駐站時間接近設計壽命三倍,若死在上面,處理尸體和微生物/病毒問題可能麻煩。
停泊的神舟二十號飛船整體完好,舷窗耐壓玻璃未受損,只是返回有風險,短期內可滿足避難需求。神舟二十二號飛船空船發射帶來額外機會,對接空間站后,神舟二十號可進行一次無人返回。減掉航天員質量后,它可完成一次300千克級的空間站下行任務。此前新聞發布會提及計劃于2026年下半年進行的夢舟一號飛船任務將下行空間站的艙外服B,如今或許可直接由神舟二十號飛船帶回,具體下行物品將由任務指揮部決定。
隨著人類太空活動增加,MMOD中軌道碎片數量急劇上升,其小尺寸帶來的探測難題,對航天器防護和應急救援提出了更高要求。未來是否要為空間站添加遠程主動探測雷達,乃至安裝主動防御設備,都值得探討。











