經(jīng)受3000度高溫考驗! 裂了舷窗的神二十安全返回: 加固技術(shù)果然牛逼

2026-01-20 00:03·星辰大海路上的種花家

作品聲明：個人觀點、僅供參考

1月19上午，相信很多網(wǎng)友都看到了歷史性的一幕，神舟二十在落地后“腰線”上纏了一條藍(lán)色的帶子，隨后位于降落傘艙左下角的位置被覆蓋上了一塊白色的布！這就是神舟二十對接在空間站上時被空間碎片撞了一個“坑”的舷窗，加固技術(shù)果然非常牛逼，經(jīng)受住了將近3000℃的高溫考驗順利返回地面！

這次神舟二十可謂是“因禍得?！?，因為神舟二十號飛船創(chuàng)下了幾個記錄，一個是在軌飛行270天，比常態(tài)化在軌停留多了至少三個月，這表示神舟二十可以留軌更久！另一個是帶回了一件國寶級的航天服，這是中國航天史上第一套超期服役并安全退役的航天服，不只是歷史意義，更多的是科研價值，對未來研制在軌工作更久的航天服參考價值極大。

經(jīng)受3000度高溫考驗! 裂了舷窗的神二十安全返回: 加固技術(shù)果然牛逼

北京時間9點14分，距離東風(fēng)著陸場1000多公里外的新疆和靜縣剛剛是清晨，南方天際線上一道“火流星”尾跡劃過，神舟二十號正在雷霆返回，前方那個光斑就是這次要返回神舟二十號飛船，后方大量碎片劃出一道道尾跡的是神舟二十號的軌道艙，曾經(jīng)是一道上天的兄弟，然而就在大約十分鐘不到前，雙方已經(jīng)分道揚鑣，軌道艙徹底燒毀在大氣層！

這是“寶貓”團(tuán)隊在新疆和靜縣拍下的神舟二十重返大氣現(xiàn)場的震撼視頻，社交媒體上已經(jīng)好久沒有如此熱度關(guān)注神舟飛船返回了。這次神舟二十返回沖上熱搜第一是因為這次飛船是帶傷返回的，三個多月前，神舟二十飛船在天宮空間站對接運行期間被空間碎片撞擊，飛船舷窗的耐熱層被撞出了裂痕！

神舟二十三飛船發(fā)射時帶了加固材料到空間站，這次返回就是對飛船加固后的再入返回，看著這一路火花帶閃電的返回過程，心都被揪起來了，但是結(jié)果是好的！半個小時后的9點34分，神舟二十號以直立姿態(tài)降落在了東風(fēng)著陸場，這是最佳著陸姿態(tài)。

盡管這次是無人返回，但著陸搜救團(tuán)隊依然在第一時間趕到了著陸場，在完成切傘后的第一件事就是將破損加固后的舷窗用特制保護(hù)罩保護(hù)起來，然后在保護(hù)罩外部環(huán)繞飛船拉上了一根帶子，再然后就是這個位置被再次蒙上了一塊保護(hù)材料！

為什么要如此保護(hù)這個破損的舷窗？答案是這個可能人類歷史上第一次被太空碎片撞擊后安全返回地面的航天器，損傷評估以及未來航天器加固，甚至是未來可能發(fā)生的航天器被撞擊后更優(yōu)秀的方法加固等有著極為重要的參考價值，或者說這個舷窗本身甚至比神舟二十號飛船更有價值！

經(jīng)受3000度高溫考驗：加固技術(shù)果然牛逼

央視在去年11月5日公開神舟二十號飛船在天宮空間站在軌運行期間遭遇空間碎片撞擊的消息后，社交媒體上的航天愛好者們都麻了，大家都知道飛船被碎片撞擊的后果，2022年12月中以及2023年2月初，俄羅斯一艘載人飛船與一艘貨運飛船接連遭到碎片撞擊，最后結(jié)果是發(fā)射飛船執(zhí)行太空救援任務(wù)。

中國航天載人辦公室在評估影響后迅速作出決定，神舟二十號航天員（已經(jīng)執(zhí)行了半年任務(wù)，原定于11月5日返回）乘坐神舟二十一飛船于11月14日返回，而剛剛抵達(dá)天宮空間站的二十一號乘員組未來返回地球時則計劃乘坐于11月25日發(fā)射的二十二號飛船。

航天員的“太空救援”是結(jié)束了，但是神舟二十號飛船怎么辦？當(dāng)然還是有辦法的，載人航天辦公室早就宣布了，神舟二十號的任務(wù)是繼續(xù)展開在軌實驗。另一個則是神舟二十被空間碎片撞裂的舷窗將進(jìn)行加固！

神舟二十飛船的舷窗總共有三個，兩個是觀察窗，還有一個是光學(xué)設(shè)備窗，被撞裂的那個是在觀察窗下方、神舟飛船降落傘艙左側(cè)的觀察窗，被撞裂的是舷窗的外層耐熱玻璃。舷窗的結(jié)構(gòu)總共有三層，外層是耐熱玻璃，中間層是承壓玻璃，內(nèi)層也是承壓玻璃，如下圖：

各層之間是空腔隔離，防熱玻璃撞裂的后果想必大家都知道，因為飛船在返回地球時會穿過黑障區(qū)，大概是從距離地面80公里高度到40公里左右的區(qū)域，30馬赫的飛船在穿過這個由極其稀薄的大氣分子層到低層稠密大氣層之間時，會在空氣阻力下逐漸減速，同時高超音速激波壓縮也會讓飛船經(jīng)歷一個幾乎是煉獄的過程：

30馬赫速度穿越大氣層的飛船會被一層已經(jīng)等離子體化的大氣分子包裹，其中包含有氮氣分子、氧氣分子以及其他惰性氣體的分子，同時也會有燒蝕大底在極端高溫加熱后氣化以及等離子化的物質(zhì)流，溫度大概在2700℃~3000℃左右。

大家都知道，幾乎沒有什么材料能在3000℃下還能保證強(qiáng)度，所以飛船返回時用來抵御高溫以及減速用的就有一個燒蝕大底，氣流會從大底流出，從飛船外圍經(jīng)過，所以舷窗不會直接受到氣流沖擊，但會被極端高溫的尾流沖擊，在飛船返回時，這些極端高溫的氣流距離飛船內(nèi)的航天員也就幾十公分距離，被一層薄薄的飛船殼體以及玻璃懸窗隔離。

這樣大家基本就知道舷窗在返回過程中到底會經(jīng)歷怎么樣的過程了吧，這次隨著神舟二十二號飛船上天的，還帶上上去了一套二十號飛船舷窗加固的裝備。不用猜，絕對不是類似于汽車玻璃修復(fù)的那種技術(shù)，也不是更換舷窗玻璃，而是在飛船內(nèi)部的一套加固方式。

公開報道信息很少，僅僅說明了含特種密封膠、復(fù)合防護(hù)膜、壓力監(jiān)測儀等，航天員完成清潔、填充、固化、加固與驗證等，看起來似乎是某種填充材料將飛船內(nèi)層與中層的空隙給填滿了，因為有“填充、固化”這兩個關(guān)鍵詞，當(dāng)然這個理解可能不正確，但種花家也就只能想到這里了。

不過結(jié)果很明顯是非常成功的，從落地的姿態(tài)可以看出，測控甚至是故意讓其停留在極端高溫的氣流邊緣烤了不少時間，這個從落地時的姿態(tài)就可以看出來：

這跟藍(lán)色的“腰帶”掛了一個“鍋蓋”的位置就是那個破損的舷窗，根據(jù)飛船的全身照，這個位置剛好位于極端高溫的邊緣氣流經(jīng)過的位置：

避開了高溫氣流直接沖擊的降落傘艙位置，但又讓這個位置受了會高溫，各位看出端倪了嗎？測控是故意的，看看這次加固后這個舷窗在極端高溫下到底會變成什么樣子，顯然是對加固措施非常有信心才能干出如此“糙活”。

因為從測控角度來看，這個受損的舷窗其實是可以避開正面氣流沖擊以及側(cè)面氣流沖擊的。大家從這張飛船返回的狀態(tài)就能看出飛船的四周燒灼痕跡是不均勻的，為什么會這樣呢？答案很簡單，因為飛船返回時并不是大底正面朝前，而是有一點點迎角，這就讓飛船有了少許升力，返回軌跡不再是彈道返回，而是一種可控的軌跡返回，降低了過載，增加了舒適度。

測控是通過改變飛船的重心實現(xiàn)飛船在穿越大氣層時的角度控制的，所以從測控角度來看，只要適當(dāng)?shù)母淖冿w船重心，就能讓這個破損的舷窗位于飛船向地心投影的下方，這個位置是遭受氣流沖擊最小的區(qū)域。

但是很明顯，神舟二十號測控團(tuán)隊并沒內(nèi)有這么操作，反而控制讓其位于側(cè)面，這里是高低溫交界區(qū)域，會受到?jīng)_擊，但并不嚴(yán)重，如此操作的目的就是要看看這個破損加固后的舷窗到底在穿越大氣層在極端高溫氣流沖擊之后會是個什么樣的結(jié)果！

研究這個第一手資料，未來對于舷窗設(shè)計以及破損的結(jié)構(gòu)以及舷窗在穿越大氣層時的影響都有非常大的幫助。從另一個角度來看，神舟二十號飛船最有價值的也就是這個舷窗。從下圖轉(zhuǎn)運的飛船來看，這扇價值連城的舷窗已經(jīng)被“摳下來了”：

內(nèi)部白色填充也能看到了，估計這可能就是加固用的材料硬化后的樣子！并且從拆除了舷窗后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來看，這個破損的舷窗還是經(jīng)受住了考驗，因為這個填充材料的位置完全沒有高溫氣流突入的痕跡。

神二十安全返回：帶回國寶級航天服，創(chuàng)下在軌時間記錄

上文說了，神舟二十最值錢的就是那扇破損的舷窗，當(dāng)然這只是指飛船本身而已，這次神舟二十留軌實驗的價值那是相當(dāng)高的，從原本11月5日準(zhǔn)備返回，因為舷窗破損延后到了1月19日，從2025年4月24日發(fā)射以來，剛好270天！

神舟系列飛船設(shè)計在軌時間（靠泊空間站）最長大約是180天，比如電源、推進(jìn)劑、環(huán)控生保等多方面條件限制，導(dǎo)致飛船不可能作為長期在軌的艙段使用，設(shè)計時間是180天，所以航天員大概6個月輪班一次，既考慮了人員因素也考慮了飛船因素。這次因為飛船舷窗破損原因，意外的讓這神舟二十飛船在軌時間延長到了270天，飛船狀態(tài)還非常好，各項設(shè)計指標(biāo)都符合要求。

對于飛船子系統(tǒng)設(shè)計方來說，表示他們設(shè)計制造的飛船完全沒問題，超出了設(shè)計指標(biāo)，應(yīng)該獎個雞腿。但對于航天員來說可不是好消息了，因為可以從半年輪班一次延續(xù)到270天輪一次，也就是9個月，假如天宮空間站運行3年，之前的計劃要6次任務(wù)，現(xiàn)在新的輪班只要4次，發(fā)射一次費用要8億多人民幣，節(jié)省兩次可以省下16億人民幣，你猜以后載人航天辦公室會不會改輪班時間？

因禍得福：終于有空位帶回國寶級航天服了

媒體都在報道，這次神舟二十號帶回了一件多位航天員簽名的航天服，同樣是一件價值連城的寶貝，這個到底是咋回事？

其實事情是這樣的，天宮空間站內(nèi)有一件已經(jīng)完成20次出艙，目前已經(jīng)在退役狀態(tài)的、編號為B的第二代“飛天”航天服，在2021年7月神舟十二號任務(wù)中，它首次隨航天員湯洪波完成出艙任務(wù)。到2024年初，它已接近15次設(shè)計壽命！

但這件航天服的狀態(tài)依然非常好，在經(jīng)過科研團(tuán)隊通過在軌與地面試驗數(shù)據(jù)回溯、開展材料級和產(chǎn)品級驗證試驗等方式進(jìn)行評估，最終確認(rèn)其狀態(tài)穩(wěn)定良好，成為我國首個在軌開展壽命評估并延壽使用的飛行產(chǎn)品。之后這套航天服持續(xù)服役，一直到2025年8月神舟二十號乘組第三次出艙任務(wù)時，已累計保障20次出艙任務(wù)后正式退役！

航天服非常重要，航天員出艙作業(yè)就是一艘小飛船，有自身獨維生系統(tǒng)、包括提供適宜的溫度、壓力以及空氣環(huán)境，同時還要低于宇宙輻射，太陽的高強(qiáng)度可見光以及紫外等輻射，能抵御100℃高溫，防止微隕石碎片撞擊。我國的航天服有兩代，第一代就是2008年9月27日，神舟七號執(zhí)行出艙任務(wù)的航天服。

目前在天宮空間站上的航天服是第二代飛天艙外航天服，有A、B、C三套，分別以紅、藍(lán)、黃飾帶區(qū)分（目前退役的就是B、藍(lán)飾帶），采用輪換使用模式適配不同的航天員。2025年7月，天舟九號貨運飛船又送上D、E兩套新款航天服。

一般的情況下，航天服B退役后基本就會丟在貨運飛船中在返回過程中徹底燒毀！然而這件航天服對中國的航天事業(yè)有著里程碑意義，所以網(wǎng)友都希望能將其帶回來，而載人航天辦公室也有這個想法，因為這件航天服帶回地面后可以就材料老化以及在太空環(huán)境中材料的變化研究，可以為以后航天服設(shè)計作極為重要的參考。

但是要帶回來談何容易呢，飛天航天服重達(dá)120千克，折疊起來也是一個大家伙，如果要返回的話只能隨載人飛船回來，但是塞進(jìn)去三名航天員的返回艙非常逼仄，再說了還要帶返回地面的天空間站貨物，一直以來這套航天服帶回來就是個難以通融的問題。

這次神舟二十飛船意外的成了無人返回的狀態(tài)，本來載人飛船成了一艘無人卻要返回地面的貨運飛船，所以這套航天服才得以安安穩(wěn)穩(wěn)的進(jìn)入了神舟二十的返回艙，最終回到了地面！各位說是不是因禍得福？盡管這個成本確實有點高，但對于未來航天事業(yè)的推進(jìn)也是有著非常深遠(yuǎn)的意義。

神舟二十返回，也算是物盡其用了！破損的舷窗是個寶貝，返回的航天服更是，在中國航天史上，神舟二十也算是濃墨重彩的一筆，在航天史上也算是留下了一個傳奇！