根据<<舷窗裂纹后的76天:详解中国神舟二十号飞船1月19日安全返回地面的全过程>>由AI生成

打开网易新闻 查看精彩图片

一、星芒
林浩的视线掠过主控台显示屏,最后确认一遍对接参数。神舟二十号状态良好,距离天宫空间站还有四十七分钟航程。这是他第三次执行天地往返任务,流程熟悉得像呼吸。
“指令长,你看。”系统工程师苏晴的声音很平静,但林浩听出了那百分之一秒的延迟。
他转头。
右舷窗。
一道纤细的裂纹,从窗框边缘向中心延伸,长度不超过三厘米,末端分岔出四五条更细的枝杈,像冬日玻璃上的冰花。在舱内柔和照明下,裂纹边缘折射出细微的彩色光晕。
“记录时间。”林浩的声音没变,“苏工,启动舷窗监测子程序。小赵,检查舱压。”
载荷专家赵旭的手指在触控屏上划过,调出压力曲线。“舱压101.3千帕,稳定。温度……”
“裂纹在扩展。”苏晴盯着自己的屏幕,“速率每秒零点二毫米,正在加速。”
林浩解开安全带,身体在微重力中飘向舷窗。他的面罩映在玻璃上,裂纹就在他右眼的位置蔓延。透过那些细线,地球的弧形边缘被切割成碎片。
“星芒状裂纹。”他低声道,“典型的多点应力集中表现。”
“但舷窗没受到撞击。”苏晴调出外部摄像头画面,“微流星预警系统零报警。”
裂纹突然分叉。细密的网状结构以肉眼可见的速度向四周爬行,发出几乎听不见的嘶嘶声,像极地冰层在春日融化时的呻吟。窗玻璃外层的防眩镀膜开始起皱剥落,细小的碎片脱离玻璃表面,在舱内微气流中旋转飘浮。
警报响了。
不是刺耳的蜂鸣,而是系统合成女声的平稳播报:“结构完整性警报,舷窗区域。建议执行应急协议第七项。”
“全员,舱内服。”林浩已经飘回座椅。
三人动作同步。舱内航天服挂在座椅后方,穿戴程序训练过上千次。拉锁、密封、头盔卡扣。林浩的手很稳,但计时器在他视野边缘跳动:标准穿戴时间一百二十秒。他们用了八十七秒。
苏晴最后一个确认气密。“舱内服压力正常。主舷窗裂纹覆盖率百分之四十二,预计完全破裂时间……”她的手指在虚拟键盘上快速敲击,“四十三分钟,但安全窗口只有三十五分钟。压力已经开始缓慢泄漏,当前速率每分钟零点三千帕。”
赵旭的呼吸在通讯频道里变得急促。“我们离空间站还有四十五分钟航程。”
“所以对接时间必须压缩。”林浩已经切换至手动控制模式,“地面,神舟二十号呼叫。我们遇到了舷窗结构失效,重复,舷窗结构失效。正在执行应急协议。请求授权提前对接程序。”
耳麦里先是三秒静默。
然后传来飞控中心总指挥陈岩的声音,每个字都像用冰水浸过:“神舟二十号,确认收到。数据已同步。你们的情况我们看到了。授权提前对接,授权所有必要机动。我们正在计算最佳方案。保持通讯。”
林浩关闭全舱照明,只留仪表盘的冷光。舷窗外的裂纹在黑暗中更清晰了,像一张逐渐收紧的蛛网,而他们是被困在中央的飞虫。
“小赵,”他没回头,“检查应急补胶储备。”
“检查……是。”赵旭的声音还在抖,但手指已经在操作,“补胶罐两具,每具五百毫升,设计用于修补直径五厘米以内的孔洞。但舷窗面积是零点八平方米……”
“够不够不是现在要考虑的。”林浩调出姿态控制界面,“苏工,我要对接流程压缩百分之四十。重新计算轨道参数。”
“正在算。”苏晴的屏幕上数据流瀑布般滚动,“如果放弃三次姿态修正,利用剩余燃料进行连续变轨,对接时间可以缩短到三十一分钟。但风险系数增加三倍。”
“批准。”林浩的手握住操控杆,“地面,执行加速对接程序。请空间站配合调整对接窗口。”
“神舟二十号,注意。”陈岩的声音再次响起,“我们分析了裂纹扩展模式。这不是单一撞击造成的。舷窗多层玻璃的中间层出现材料疲劳,与飞船固有频率产生共振。你们的姿态机动可能会加速破裂。”
“明白。”林浩看着舷窗,又一道新裂纹诞生了,笔直地横贯整个窗面,“所以我们得更快。”
飞船轻轻一震,姿态发动机点火。
二、共振
北京飞控中心大厅,两百块屏幕上同时显示着神舟二十号的各类数据。结构应力图最引人注目——舷窗区域的红色不断加深扩大,像伤口在渗血。
陈岩站在指挥台前,手里拿着刚打印出来的材料分析报告。“疲劳裂纹起源于制造时的微观杂质,在太空中经受了三千小时热循环后扩展。今天的姿态机动与飞船固有频率重合,触发了共振。”
“他们不该继续对接。”一位年轻的工程师说,“应该立即分离返回舱,再入大气层。”
“返回舱的舷窗和轨道舱是同一块玻璃。”陈岩没抬头,“而且他们的燃料不够变轨返回。继续对接是唯一选择。通知空间站,准备启动机械臂和所有外部摄像头。让天舟五号进入待命状态,必要时运送备用舷窗组件。”
“备用舷窗的更换需要舱外作业六小时……”
“所以希望用不上。”陈岩切换通讯频道,“天宫,这里是地面。准备接收受损飞船。对接后首要任务:转移乘员,评估舷窗可修复性。你们有七十二小时完成这项工作,之后空间站将进入阴影期,温度骤降可能使裂纹彻底崩解。”
“天宫明白。”空间站指令长王锐的声音传来,“机械臂已预热,气闸舱准备就绪。”
大厅角落里,材料专家组正在疯狂计算。一位白发教授盯着舷窗的实时图像:“裂纹现在处于亚临界扩展阶段,一旦到达临界长度,会瞬间贯穿整个结构。他们还有……二十分钟安全时间。”
“如果他们在对接时震动过大?”有人问。
“那就会提前。”教授说,“所以对接必须完美。不允许任何碰撞,不允许任何异常载荷。完美的意思是——误差不超过两毫米,相对速度不超过每秒零点一米。”
陈岩拿起麦克风:“神舟二十号,对接参数已更新至你们导航系统。空间站将在七分钟后调整姿态,与你们形成稳定相对位置。注意,对接时必须将载荷控制在零点五G以下。重复,零点五G以下。”
飞船里,林浩的额头上浮着一层细汗。舱内服的温度调节系统在努力工作,但冷汗不是热出来的。
“新参数收到了。”他说,“苏工?”
“正在验证。”苏晴的屏幕分成四块,分别显示轨道动力学模型、对接导引算法、结构应力预测和剩余燃料,“可以执行。但林指,有件事。”
“说。”
“如果按照这个轨迹,对接时的入射角度会让舷窗正对着空间站的对接口太阳反射板。强光照射可能导致局部热应力加剧。”
林浩沉默了两秒。“地面,听到苏工的担忧了吗?”
“听到了。”陈岩说,“我们正在计算替代方案……等等。”
大厅里突然响起另一道警报。不是来自神舟二十号,而是空间站的监控系统。
“天宫报告,对接口姿态传感器出现异常读数。”王锐的声音带着困惑,“数据显示对接环有轻微形变,但上周检查时一切正常。”
陈岩感到脊椎发冷。“把数据传过来。”
图像出现在主屏幕上。空间站对接口的环形密封面,有三处出现了微米级的隆起,正好对应神舟飞船对接锁的卡槽位置。形变量很小,不到十分之一毫米,但足以影响完美密封。
“是共振传递。”材料组的教授站了起来,“飞船舷窗裂纹导致的整体刚度下降,让飞船固有频率改变了。之前的姿态机动产生的振动,通过电磁波和微弱粒子交换传递给了空间站,引发了局部共振。虽然量级极小,但恰好作用在对接口敏感部位。”
“这意味着什么?”陈岩问。
“意味着即使对接成功,也可能无法建立完全气密连接。两舱之间会有缝隙,虽然可能只有头发丝粗细,但足以让空气在几小时内漏光。”
大厅陷入死寂。
然后陈岩说:“把这一切告诉神舟二十号。所有数据,所有推测。他们有权利知道。”
通讯频道接通时,林浩正在做最后一次姿态修正。
“所以,”听完地面通报后,他平静地说,“我们不仅要活着对接上去,还要在对接后立即进行舱外修补作业,堵住可能存在的缝隙。”
“是的。”陈岩说,“而且舷窗本身也需要加固。我们建议使用舱内补胶从内部注入裂纹,同时在外部安装金属补丁。空间站有备用材料,可以制作一个临时补丁。”
“谁出舱?”
“你和空间站的指令长。两人同时作业,一个处理舷窗,一个处理对接缝。”
林浩看了一眼时间。距离预计的舷窗临界破裂还有十一分钟。
“收到。继续执行对接程序。”
飞船正前方的视野里,天宫空间站已经清晰可见。它的太阳能板在阳光下泛着金色光泽,像一只巨大的金属蜻蜓。但林浩看到的是对接环上那三个看不见的凸起,是即将碎裂的舷窗,是逐渐下降的舱压读数——现在已经降到九十八点七千帕了。
苏晴轻声说:“压力泄漏速率在增加。裂纹扩展进入非线性阶段。”
林浩的视线没有离开对接窗口。“非线性阶段?”
“材料疲劳的典型特征。裂纹扩展速率不再是常数,而是与当前裂纹长度的三次方成正比。也就是说,越接近临界点,扩展越快。”她的手指在虚拟键盘上快速敲击,“按照这个模型,安全窗口又缩短了四分钟。”
赵旭深吸一口气,声音在通讯频道里变得稳定:“那我们就再快四分钟。”
林浩看了他一眼。年轻人的手指在控制面板上移动,已经调出了手动对接的辅助界面。虽然脸色还有些苍白,但颤抖停止了。
“说得好。”林浩说,“苏工,重新计算变轨方案,把最后两段修正合并为一次连续机动。我们抢三百秒回来。”
飞船的对接雷达锁定了空间站的标志器。两个飞行器以每秒七点八公里的速度环绕地球飞行,而它们的相对速度正在逐渐降至零。
“对接导引系统启动。”林浩说,“进入最后一百米。”
三、接触
手动对接的感觉,林浩永远不会习惯。战斗机飞行员出身,他熟悉的是大气层内的空气动力学,是舵面和气流的关系。而在太空中,没有空气,只有牛顿定律最纯粹的形式:每一个动作都有相等相反的反作用,动量永远守恒。
操控杆的阻尼调到最小,他的手指做出微米级的移动。飞船的姿态发动机以毫秒脉冲响应,喷出肉眼看不见的工质流。屏幕上,距离数字在跳动:五十米、四十米、三十米。
舷窗突然发出一声脆响。
不是玻璃破碎的炸裂声,而是像冰川深处传来的低吟,一种材料在达到极限前的呻吟。裂纹网络的中心区域,一块指甲盖大小的玻璃完全剥落,被舱内外压差吹出,在太空化为一道转瞬即逝的闪光。
“压力泄漏速率加快。”苏晴报告,“每分钟零点八千帕。舷窗外层玻璃完全失效,中层开始承压。”
林浩的眼睛没离开对接窗口。“还剩多少时间?”
“到临界点?七分钟。到完全失压?十二分钟。”
二十米。
空间站的对接环在视野中放大。他可以看见每一个引导槽、每一个锁紧机构的细节。正常对接时,飞船会以每秒零点一米的速度轻轻撞上这个环,然后十二把锁扣同时闭合,像两只手紧紧相握。
但今天不能有碰撞。今天必须像羽毛落地一样轻柔。
十米。
“林指,”苏晴说,“太阳反射板开始反射阳光。三秒后舷窗会经历一百二十度的温度骤升。”
林浩看见了。空间站巨大的太阳能板调整了角度,将阳光反射向飞船。这是正常的能源优化操作,但现在变成了致命威胁。
“地面,请求空间站调整太阳能板角度!”
“正在协调——天宫报告,调整需要九十秒!”
来不及了。
阳光像一把光之刀刃,切过飞船的外壳。舷窗的温度读数瞬间从零下二十一度跳到九十七度。玻璃是优良的绝热体,但温度梯度本身就是应力。
裂纹爆炸式扩展。
不再是缓慢爬行的蛛网,而是闪电般撕裂整个视野的白色裂痕。中层玻璃开始剥离,一块手掌大小的碎片从框架中凸出,仅靠最内层的高强度聚合物膜维持着。
舱压警报变成连续蜂鸣。压力降至九十五千帕,并且加速下降。
“临界点提前了!”苏晴的声音终于出现了一丝颤抖,“预计完全破裂在四分钟内!”
五米。
林浩做了决定。
他关闭了自动对接导引系统最后的修正权限,完全转入手动。视野里,对接环的中心导引锥已经触手可及。正常程序下,飞船应该对准这个锥体缓缓前进,让锥体引导对接机构精确啮合。
但他没有对准中心。
他故意偏了两厘米。
“林指,你在做什么?”地面也发现了异常。
“减少接触面积。”林浩说,汗水流进眼睛,他没去擦,“如果对准中心,整个对接环会同时接触,震动最大。我要让飞船的一侧先接触,用摩擦阻尼逐渐减速,像飞机降落时主轮先触地。”
“但那需要——”
“需要手感。”
三米。
飞船最前端的对接探针轻微触到了导引锥的边缘。金属接触的震动通过飞船结构传来,林浩在操控杆上感到了那微弱的颤抖。舷窗又掉了一块碎片,这次有茶杯口那么大。压力读数直线下跌:九十二千帕。
他轻轻推动操控杆,让飞船以极其微小的角度旋转。对接探针沿着导引锥的斜面滑动,摩擦力开始起作用,飞船的相对速度从每秒零点一米降到零点零五、零点零三……
两把引导锁扣首先啮合,发出沉闷的金属撞击声。然后是另外两把。震动传到舷窗,那块凸出的玻璃碎片终于脱离了,像慢镜头般飘离飞船,内层聚合物膜被拉成一张半透明的鼓面,在阳光下泛着虹彩。
“压力八十九千帕!内层膜开始承压!”苏晴喊道。
林浩将操控杆推到底。
剩下的八把锁扣同时闭合。撞击力比正常对接大了百分之三十,但分布在了整个接触过程中。飞船与空间站连接了,但对接环的密封面没有完全压紧——那三个微米级的凸起造成了缝隙。
警报换成新的:“对接完成,密封性检查失败。舱间压力差无法建立。”
但林浩已经解开了安全带。“小赵,补胶罐给我。苏工,准备打开内层隔离门。我们有三分钟时间在完全失压前进入空间站。”
他从座椅后方抽出两个银色的罐体,每个都有灭火器大小。罐体表面结着霜,内部是预混的双组分太空修补凝胶,在真空环境中可以快速固化,强度足以暂时密封裂纹。
赵旭也飘了过来,手里拿着第三个罐体。“我受过基础舱外作业训练。舷窗面积太大,两个人作业更快。”
林浩看了他两秒。“好。苏工,你和空间站协调,准备从内部同时注胶。”
隔离门打开了。连接隧道另一端,空间站指令长王锐已经等在那里,手里拿着外部补丁——一块用备用太阳能板背板材料临时切割的圆形金属片,边缘带着黏性密封条。
没有时间寒暄。
“舷窗还剩多少?”王锐问。
“最内层膜,预计两分钟内破裂。”林浩把一罐补胶递给他,“我们从外部贴补丁,同时内部注胶。小赵,你负责操作注胶枪。王指,我们出舱。”
气闸舱的流程压缩到极限。两分钟后,林浩和王锐已经飘在太空中,靠着安全绳固定在飞船外侧。
从外面看,舷窗的损坏更加触目惊心。整块玻璃就像一个被重击过的冰面,白色裂纹密布,中心区域已经完全缺失,只剩那层半透明的聚合物膜在负压下向内凹陷,像随时会破裂的气球。
而膜的内侧,可以看见赵旭的身影。他已经打开内部检查口,将注胶枪的喷嘴对准了裂纹最密集的区域。
“开始。”林浩说。
他按下补胶罐的喷射按钮。白色凝胶从喷嘴呈雾状喷出,在真空中瞬间膨胀,像一团凝固的云朵飘向舷窗。接触的瞬间,凝胶开始渗透裂纹,在毛细作用下向四面八方蔓延。
王锐将金属补丁对准舷窗中心。补丁边缘的黏性材料需要压力才能激活,他必须用手将补丁按在飞船舱壁上,保持至少三十秒。
就在他的手即将接触的瞬间,舷窗内层膜终于达到了极限。
不是破裂,而是整个剥离。
聚合物膜从框架上脱离,像一张巨大的保鲜膜被从内部吹起。舱内剩余的空气找到了出口,从膜与框架的缝隙中喷涌而出,形成一股肉眼可见的气流——不是电影里爆炸式的喷发,而是像打开汽水瓶时的那道白雾,只是更稀薄,更致命。
气流产生了反冲力。
飞船开始缓慢旋转。
安全绳猛地绷紧,林浩感到腰间一痛。王锐的补丁脱手了,旋转着飘向深空。赵旭在舱内被气流推向后方,撞在舱壁上,注胶枪脱手飘浮。
“重新固定!”林浩对着耳麦喊,“空间站,启动机械臂!抓住飞船!”
天宫空间站的机械臂开始移动,但需要时间。飞船的旋转在加速,每分钟三转、五转、八转……离心力开始起作用,林浩感到自己的身体被甩向外侧,安全绳发出不祥的吱呀声。
然后他看见了。
在旋转的视野中,在舷窗框架完全暴露的缺口边缘,在那片混乱的白色凝胶和飘浮的碎片之间——有一道大约五厘米长的缝隙,不是舷窗的,而是飞船对接环与空间站对接环之间的缝隙。舱内的空气正从那里持续泄漏,虽然量很小,但足以在一小时内抽干两舱的气体。
两个问题,必须同时解决。
“王指!”林浩在旋转中喊,“你去处理对接缝!用你手边的密封胶,直接糊上去!我去固定补丁!”
“补丁已经飘走了!”
“还有备用方案!”
林浩解开了腰间的安全绳。
在失重旋转环境中,这是自杀行为。但也是唯一能让他在短时间内移动到指定位置的方法。他用力一蹬飞船外壳,身体像炮弹般射向那个飘远的金属补丁。旋转的飞船在他身后远去,空间站的太阳能板在视野中疯狂旋转。
他的手抓住了补丁。
下一秒,机械臂也到了。空间站的机械臂前端夹具精准地夹住了飞船的对接机构,喷射器反向点火,旋转逐渐停止。
林浩飘在太空中,手里拿着补丁,身下是地球弧形的蓝色边缘。他没有安全绳,只有背后舱外航天服的推进器背包。推进剂还剩百分之四十,够他回到飞船。
但他先要把补丁送回去。
他调整姿态,推进器喷出微弱气流。身体向飞船移动。速度很慢,太慢了。舱内的空气还在泄漏,时间不多了。
“林指,”耳麦里传来苏晴的声音,她在空间站内部监控着一切,“我有一个想法。”
“说。”
“不要直接贴补丁。把补丁盖在舷窗缺口上,但不要按紧。然后从小赵的注胶枪引一根导管出来,从补丁边缘注入凝胶。凝胶会在补丁与舱壁之间扩散,自己形成密封层。这样不需要持续按压。”
“可行。导管呢?”
“用应急输液管改造,空间站医疗舱有。王指已经去取了。”
三十秒后,一根透明的柔性导管从气闸舱飘出,末端连接着注胶枪。林浩接过导管,将一端粘在金属补丁背面,另一端对准舷窗框架。
“小赵,启动注胶枪。”
“启动。”
凝胶从导管中缓慢挤出。在真空中,它像有生命的粘液般蠕动,填满补丁与舱壁之间的缝隙。林浩感到手中补丁的温度在变化,凝胶固化时会放热。
“对接缝处理完毕。”王锐的声音传来,“用了两管密封胶,应该能撑七十二小时。”
“舷窗密封完成度百分之八十……九十……百分之百。”苏晴报告,“压力泄漏停止。剩余舱压六十一千帕,但在可控范围内。”
林浩终于将手从补丁上移开。补丁牢牢固定在舷窗位置,边缘挤出的白色凝胶已经硬化,在阳光下像一圈珍珠。
他飘在那里,看着自己的作品。飞船的舷窗消失了,取而代之的是一块粗糙的金属补丁,边缘是丑陋但牢固的密封胶。神舟二十号像经历了一场太空手术,留下了一道伤疤。
但飞船还活着。他们都还活着。
推进器带着他回到气闸舱。重新进入空间站时,他感到全身的肌肉都在颤抖,不是恐惧,而是紧绷后的释放。
王锐帮他脱下头盔。“欢迎回来。”
林浩点点头,飘向观察窗。从空间站内部看出去,神舟二十号紧紧对接在外,那块补丁在飞船银白色外壳上格外显眼。
赵旭也从连接隧道过来了,手里还拿着注胶枪。年轻人的面罩上沾着一点凝胶,但眼睛很亮。“指令长,我们做到了。”
“我们做到了。”林浩重复道。
通讯频道里传来地面的声音,陈岩的语气里有一种罕见的激动:“神舟二十号,天宫空间站,我们监测到所有泄漏停止。飞船结构稳定。你们……你们创造了一个奇迹。”
林浩飘到通讯面板前。“不是奇迹,总指挥。是计算、训练和一点运气。”他停顿了一下,“另外,请求批准一项额外操作。”
“什么操作?”
“回收舷窗脱落碎片。我们需要那些碎片进行材料分析,弄清楚疲劳裂纹的起源和扩展机制。”
频道里安静了几秒。
然后陈岩说:“批准。但在阴影期开始前必须完成。你们还有四小时。”
林浩和王锐再次出舱。这次任务简单多了:定位那块飘远的玻璃碎片,用机械臂抓回来。碎片在三百米外缓缓旋转,像一颗微型小行星。
抓取过程很顺利。回到舱内时,林浩把碎片放进一个样品袋。透明的玻璃上还留着裂纹的纹理,在灯光下折射出细碎的彩虹。
苏晴飘过来,用便携扫描仪对碎片进行初步检查。“裂纹起源于边缘的这个点。”她指着扫描图像上的一个小黑点,“应该是材料内部的杂质,直径大约二十微米。在热循环和振动载荷下,从这里开始扩展。”
“制造缺陷?”赵旭问。
“更可能是材料本身的极限。”苏晴说,“没有材料是完美的。在太空环境中连续工作三千小时,任何微小缺陷都可能被放大。关键是要知道放大机制,然后改进。”
林浩看着那块碎片。它曾经是舷窗的一部分,是观察宇宙的窗口。现在它是一件证物,证明即使是最精密的系统也有脆弱的时刻。
但脆弱不等于失败。
脆弱意味着需要更完善的备份,更灵敏的监测,更快速的响应。脆弱是进步的空间。
“把样品封存好。”他说,“等下一班货运飞船带回地面分析。”
王锐递给他一袋复水食物。“吃饭吧。然后写任务报告。地面要求详细记录舷窗破裂的每一个时间节点。”
林浩接过食物袋,但没有打开。他飘到观察窗边,看着外面永恒的黑夜和星光。舷窗的裂纹已经修补,对接缝已经密封,危机暂时解除了。
但还有一些问题需要回答。为什么舷窗材料会出现疲劳?为什么共振恰好发生在这次任务中?质量控制哪个环节可以改进?
这些都是回去后要面对的。但现在,在这一刻,他只想看着地球缓缓转过弧形边缘,看着阳光再次照亮云层和大海。
窗外,地球继续转动,对即将到来的阴影期一无所知。而空间站里,灯光温暖,空气循环系统发出平稳的嗡鸣。一场危机结束了,但探索还在继续。
永远继续。
三个小时后,任务报告写完了。林浩在最后一段写下:
“最危险的裂缝不在舷窗,也不在对接环,而是在自信与自满之间。今天我们修补了前者,但愿我们永远不会忘记后者的存在。”
他保存文档,发送。
然后关掉屏幕,看着窗外那颗蓝色的星球,在黑暗中静静悬浮,像一块最完美的舷窗。