1毫米“穿甲弹”击穿舷窗，中国16天紧急发射飞船救航天员

飞船舷窗突现三角形裂痕，中国做好最坏打算，上演20天极限救援

11月4日，神舟二十号返回倒计时的前一天，空间站里发生了一件让所有人心头一紧的事。航天员例行检查飞船返回舱时，在舷窗边缘发现了一个三角形的痕迹。尺寸不大，但位置敏感得要命。

这个发现瞬间触发了中国载人航天工程的最高级别警报。照片以光速传回北京飞控大厅，整个大厅陷入死一般的寂静。载人飞船系统总设计师贾世锦盯着屏幕，第一眼看到传回的照片时，他甚至不太确定那是什么东西，"像是被一种漆什么的粘在上面似的"。

但直觉告诉他，事情没那么简单。

不到1毫米的"穿甲弹"

按照地面指令，神舟二十号航天员陈冬、陈中瑞、王杰开始从不同角度、不同光线条件下对异常位置反复拍照。空间站机械臂末端的摄像机也被调动起来，从舱外对准舷窗，试图揭开这个"不速之客"的真面目。

地面指挥部火速集结了国内十多个玻璃与材料领域的顶尖专家，组成特别研判小组。他们要搞清楚两个致命问题：第一，这到底是不是裂纹？第二，如果是，它是表面的"皮外伤"，还是已经洞穿玻璃的"贯穿伤"？

不到12小时，一个沉重但清晰的结论浮出水面：这是一道贯穿性裂纹。从内表面到外表面，整块玻璃已经被贯穿了。

别小看这道细微的裂纹。飞船舷窗是三层结构，最外侧是防热层，返回大气层时要承受1000℃以上的摩擦高温。这道裂纹，等于给安全撕开了一个致命的缺口。风洞试验的结论更是让人不寒而栗：在剧烈气动加热和载荷下，裂纹可能迅速扩展，最终导致整块舷窗玻璃脱落。

肇事者被锁定了：一颗直径不到1毫米的空间碎片。在地面上，这点东西吹口气就跑了。但在轨道上，当它的速度达到第一宇宙速度7.9公里每秒时，就是一颗威力巨大的穿甲弹。哪怕是几厘米厚的特种玻璃，在它面前也脆得像张纸。

贾世锦后来回忆说，打中飞船的概率已经很低了，又打到舷窗这个地方，概率更低，"最开始看到觉得难以置信"。但事实就是这么残酷。

推迟返回，启动应急救援

11月5日，任务总指挥部做出了一个艰难但无比正确的决定：神舟二十号推迟返回，启动应急救援机制。

中国载人航天工程办公室主任助理季启明说得很直白："只要不放心，不托底，我们推迟一点没关系。"这时候一定是以安全第一，航天员生命安全高于一切。

但推迟返回不等于下结论。接下来，工程面临的最重要任务，是对这道裂纹进行安全性评估，同时对神舟二十号飞船舷窗的研制生产过程进行地毯式倒查。从设计图纸、材料工艺、生产流程到地面所有试验数据，一个环节都不能放过。

贾世锦坦言，他们最不放心的是产品设计之初是否存在缺陷，是否因为设计缺陷造成了玻璃在轨出现裂纹。查完之后，他们反而更放心了。无论当时的设计理念、设计方案，还是地面做的试验验证工作，都证明设计没有问题。

"这个玻璃硬度很高，厚度也很厚。我们在地面做试验，曾经想模拟玻璃出现裂纹，一般的工具都砸不出来，得上锤子才行。"贾世锦说，现在分析，碎片是打在舷窗的侧面周边，那个地方涉及倒角，特别容易产生应力集中。

此时，神舟二十号航天员已经在太空超期出差3天。更关键的是，11月8日的专项评审会明确：神舟二十号飞船已经不满足载人安全返回的放行条件。

"滚动备份"露出獠牙

这时候，中国载人航天那个著名的"滚动备份"策略终于派上用场。从神舟十二号开始，中国载人航天就采取了"打一备一，滚动备份"的策略。神舟二十号发射时，神舟二十一号的备份船神舟二十二号已经在酒泉卫星发射中心待命值班。

任务总指挥部要研究明确的，是神舟二十号飞行乘组的返回方案。摆在面前的有两个选项：一是乘坐神舟二十一号飞船，二是坐神舟二十二号飞船。最终选择了神舟二十一号，因为它的状态和神舟二十号基本一致，而神舟二十二号的返回舱仪表板和内部布局做了优化升级，状态变化更大。

返回时机也有两个选项：先返回后发射，或者先发射神舟二十二号再返回。考虑到空间站所有对接口都是满的，如果先发射，必须先撤离一艘飞船让出对接端口，整个过程更复杂，航天员在轨等待时间也更长。所以选择了先返回后发射。

11月10日，工程正式启动应急预案和措施，决定神舟二十号航天员搭乘神舟二十一号飞船返回，同时启动神舟二十二号16天应急发射任务。

中国航天员科研训练中心副总设计师吴大蔚密切关注着天上的航天员。他最大的担忧是"六个人只有一条船，这条船只有三个座位"。但天上的物资储备充分到超乎想象，在可预期的时间内肯定没问题。

吴大蔚透露，神舟二十号乘组在飞行之前，就对神舟二十一号飞船做了相应训练。现在的神舟二十一号乘组，对神舟二十二号飞船也做了全面训练。这就是中国载人航天对风险意识和应急救援意识的重视。

16天应急发射的极限挑战

正常情况下，发射一发长征二号F火箭需要三十多天准备时间。而在神舟二十号出现异常情况之前5天，也就是10月31日，酒泉卫星发射中心刚刚完成了神舟二十一号的发射任务。

酒泉卫星发射中心测试发射领域责任总师贺鹏举说，他们立刻启动了响应机制，要把16天的应急发射和在场执行的卫星发射任务之间的关系理顺，辨识矛盾点和冲突点。

因为在场有卫星任务在执行，占用了发射场的设施资源。经过研判，发射中心决定提前卫星发射任务，为后续的飞船任务让出空间，同时尽量压缩飞船发射前的准备时间。

飞船要完成加注，需要先完成加注设备的状态准备，需要36个小时连续作业。以前72小时可能每天只需要完成10小时、11小时，累加起来还是30几个小时。省去的是休息时间。贺鹏举直接找了飞船六院801所魏青所长，魏所长说"我们没问题，我们增派人员轮班作业"。

在16天的应急发射准备期间，11月19日，酒泉卫星发射中心还使用长征二号丙运载火箭将实践三十号A、B、C星送入预定轨道。这个任务与神舟二十二号应急发射任务有10天重叠期，多线并行，夜以继日。

贺鹏举说，这次大家的主动性特别好。原来担心催得太紧容易发生质量问题，但这次是进度、质量双重并重。每一项工作都在策划的节点之前完成。原计划21日上午船箭塔组合体转往发射区，但20日下午就已经完成了。

同样忙碌的，还有神舟飞船的设计研制团队。同一个时段里，他们要考虑神舟二十一号返回、神舟二十二号发射、神舟二十号后续返回、神舟二十三号以及神舟二十四号的出厂提速，五线并行。

贾世锦坦言，最开始那几天压力很大，工作量也很大，基本上没怎么睡觉，连轴转。无人发射跟有人发射，看似就是少了三个航天员，其实变化挺大。原来有人操作的项目，现在在轨没办法让航天员操作了；有些故障预案原来可以航天员处置，现在必须重新完善预案。

3圈快速返回，平安回家

11月14日14时49分，北京航天飞行控制中心通过地面测控站发出返回指令，神舟二十一号载人飞船轨道舱与返回舱成功分离。神舟二十号航天员陈冬、陈中瑞、王杰顺利"改签"神舟二十一号载人飞船，踏上了回家之路。

跟他们一起回家的，还有4只备受关注的小鼠。这4只原定"短期出差"5至7天的实验小鼠，因飞船推迟返回，经历了两周的"超长加班"。吴大蔚说，这可能超出了科学家的预想，带上去的食品和水后来都启用了航天员的食品和水。"我们把航天员的水分给了它们，把航天员的一些豆浆也喂给了它们，这些小老鼠回来的时候是非常健康的。"

神舟二十一号飞船采取的是3圈自主快速返回模式，这也是北京航天飞行控制中心首次实施这一方案。相比传统5圈返回，飞船从离开空间站到返回地球的时间缩短了3个多小时。

关键的改进在于返回制动参数由地面计算改为船上自主更新计算。北京航天飞行控制中心载人飞船型号副总师李晓明说，这个方案原来准备神舟二十一号乘组回来时用，一下子提前了半年。

李晓明坦言，飞船返回时他心里是提着的。飞船返回过程中要穿越黑障，环境不确定因素比较大，风险也比较高，而且是首次用自主计算的控制参数。地面要一步一步看它算得对不对，到最后用不用它的结果。

最后飞船自主算的结果和地面算的结果一致，"你算的没问题，好，我们相信你，用你的回"。最后飞船穿越黑障，进入地面测控区，听到神舟二十号航天员状态良好，飞控中心厅里的心基本上放下了。

16时40分，神舟二十一号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。历经9个日夜的等待，神舟二十号航天员陈冬、陈中瑞、王杰终于平安归来。

吴大蔚说，看到他们落地的时候非常激动，"为成功感到喜悦，为付出的努力感到自豪，为我们自己的成长进步感到欣慰"。

无人飞船对接，应急救援圆满

11月25日12时11分，搭载神舟二十二号飞船的长征二号F遥二十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。神舟二十二号飞船为无人状态，这是中国载人航天工程第一次应急发射任务。

15时50分，神舟二十二号飞船成功对接于空间站天和核心舱前向端口。此次对接采用快速自主交会对接模式，用时3.5小时。

由于神舟二十二号是无人状态，舱门的开启需要由神舟二十一号航天员来操作。贾世锦说，以前设计应急发射的时候，就知道航天员要从舱外开舱门，这是一个必然的操作项目。所以在空间站里面配备了从舱外开门的钥匙，而且是通用的。

这次神舟二十二号发射时，还带了两把钥匙，一把开门的，一把关门的，确保钥匙一定得好使。舱外操作施力的条件不如地面好，也不如舱内好，所以这次开舱门花的时间略微多一点。

随着神舟二十二号飞船返回舱舱门顺利打开，一场持续20天、牵动无数人心弦的"太空应急大考"画上了圆满的句号。

此次发射的神舟二十二号飞船，除了装载航天食品、新鲜果蔬，还上行了针对神舟二十号飞船舷窗裂纹的处置装置。季启明透露，首先是想请神舟二十一号航天员在出舱活动期间，对神舟二十号舷窗裂纹的情况进行进一步检查。神舟二十二号飞船上行了处置装置，到时候可能视情况请航天员对受损的舷窗进行防护。

最后神舟二十号会以无人状态返回地球，返回的过程也会拿到最真实的试验数据，这个数据对后续相关工作非常宝贵、非常有意义。

结语

近年来，空间碎片数量呈现激增态势，对在轨运行的航天器、人造卫星乃至航天员的生命安全构成的威胁与日俱增。如何有效应对这一挑战，强化航天系统的防护能力，已成为中国航天人必须直面并致力攻克的关键课题。

贾世锦说，这次的裂纹，初步判断空间碎片的尺寸应该不到1毫米，但因为它的速度太快了。返回舱有个特殊的地方，因为返回时必须要靠防热结构进行防热，所以就不允许舱外再有多余的结构存在。

"这就要求我们的结构、硬扛的能力还要进一步加强，至少现在这个量级的，我下次要把它防得住。"

随着神舟二十二号应急发射，后续飞船的研制节奏已全面提速。原定明年三月出厂的神舟二十三号飞船，预计将提前两个月完工；神舟二十四号飞船也瞄准明年夏季的出厂目标，全力推进。

由于航天员乘组编号通常与所执行的飞船任务编号一致，下一个乘组将被命名为"神舟二十三号航天员乘组"，这意味着"神舟二十二号航天员乘组"在序列中永远空缺。

贾世锦说，这是对整个工程全线的一个提示，"我们永远不要认为我们的工作已经做到了100分。对于载人航天来说，工作永没有止境，100分是我们永远追求的目标，必须向着那个方向不断地努力"。

连续成功之后，大家还要继续保持清醒，继续保持警醒，继续保持工作的标准，不但不能降，而且还要更高。只有这样，才能实现后续的连续成功。

这次神舟二十号舷窗上那道细微却致命的裂纹，如同一记警钟。中国航天正不断从过去的"防、躲、堵、跑"，向"主动出击"转变。在飞网捕捉系统、激光烧蚀碎片、机械臂定位捕捉碎片并将其脱离轨道区域等方面，都取得了不同程度进展，最终在太空中构筑起一道确保长期在轨生存的"长城"。