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【航化说】神舟二十号舷窗裂纹怎么修?可能会用到哪些材料?

来源:航化网发表时间:2025-12-08 15:30:27浏览量:49

前段时间,神舟二十号载人飞船疑似遭遇空间微小碎片撞击,载人飞船系统总设计师贾世锦第一时间查看现场照片后发现:“有一个三角形的痕迹,尺寸并不是很大。”然而经十多位玻璃行业专家联合研判,确认该痕迹为裂纹,且存在贯穿风险。

【航化说】神舟二十号舷窗裂纹怎么修?可能会用到哪些材料?

我国航天秉持“生命至上、安全第一”的理念,神舟二十号航天员乘组已搭乘神舟二十一号载人飞船安全返回地球。与此同时,紧急发射了神舟二十二号飞船,搭载了我国空间站急需物资,更携带了专为神舟二十号飞船舷窗裂纹定制的处置装置。

很多小伙伴好奇,飞船舷窗的裂纹如何维修呢?又会用到哪些高科技材料呢?

目前,神舟二十号的具体修复方案虽未完全公开,根据已知信息分析,可能会有两种修复方式。

一是可能在舱外使用新型复合材料对外层玻璃进行修复试验;另外一种方式可能是从舱内实施结构加固与密封处理。

舱外微创修复

该方案虽未公开具体操作细节,但可结合民用玻璃修复原理进行太空适配推演。其核心思路应该是通过舱外机械臂或航天员出舱操作,对裂纹进行树脂填充补强,大致步骤如下:

首先用特制太空玻璃钻在裂纹端点精准打孔,阻止裂纹进一步扩展;随后将适配太空环境的“新型复合材料”注入专用加压工具,通过吸盘装置精准贴合破损区域;接着启动工具的抽真空与加压程序,确保“新型复合材料”充分填充裂纹缝隙,排出微小气泡;使其在极端温差环境下快速固化,固化后再用研磨工具对表面进行找平处理,恢复舷窗的光学性能与气动外形。

【航化说】神舟二十号舷窗裂纹怎么修?可能会用到哪些材料?

相较于民用修复,太空版本需攻克多重技术难关:工具需耐受-180℃至150℃的极端温差,“新型复合材料”需具备抗辐射、抗老化特性,且全程需在真空环境下保证操作精度,避免“新型复合材料”挥发污染舱体。

舱内结构加固

从安全性与操作便捷性考量,舱内结构加固与密封处理成为更受青睐的备选方案。该方案无需航天员出舱,通过舱内操作即可构建“裂纹抑制+密封补强+应力转移”的三重防护体系:

【航化说】神舟二十号舷窗裂纹怎么修?可能会用到哪些材料?

预处理定位:航天员先用高精度清洁工具清除裂纹区域的浮尘与微小颗粒,避免杂质影响后续粘结效果;再通过光学定位仪标记裂纹边界与应力集中点,为加固操作提供精准坐标。

裂纹密封填充:使用微孔注胶枪向裂纹缝隙内高压注入高强度密封胶,胶液会沿裂纹路径充分渗透,填满每一处微小孔隙,形成第一道密封屏障,同时恢复舷窗局部的结构连续性。

柔性加固防护:在裂纹区域粘贴柔性碳纤维复合防护膜,通过航天级机械压框进行周向固定,膜材与舱体紧密贴合后形成“二次密封屏障”,可有效阻隔空间环境对裂纹的侵蚀。

应力旁路转移:在防护膜外侧增设轻质钛合金承力环,通过特殊连接件与舱体承力结构对接,将舱内外压差产生的应力从裂纹区域“引流”至周边完好结构,从根本上降低裂纹扩展的风险。

无论是哪种修复方案,材料的性能都直接决定修复效果,可能用到的材料如下:

纳米复合陶瓷胶体:作为舱外修复的关键材料,它以纳米陶瓷颗粒为增强相,搭配改性环氧树脂基体,具备三大核心优势:一是耐高温性能优异,可耐受飞船再入时1200℃以上的热流冲击;二是粘结强度极高,与舷窗玻璃的粘结强度达到25MPa以上,远超民用修复树脂;三是抗辐射老化,在太空强辐射环境下可保持性能稳定,避免老化导致裂纹复现。

高强度密封胶:专为舱内修复设计,采用含氟弹性体与聚酰亚胺的复合体系,兼具弹性与刚性。其固化后体积收缩率低于0.5%,可确保裂纹缝隙被完全填充且无收缩空隙;同时耐高低温范围覆盖-200℃至200℃,能适应太空昼夜交替的极端温差变化,且具备良好的气密性,固化后可使裂纹区域的密封性能恢复至原状态的95%以上。

值得关注的是,未来神舟二十号将采用“无人模式”自主返回地球。其返回后的科研价值极为重大:科研团队将对受损舷窗进行撞击机理的“解剖调查”,分析裂纹扩展路径,检测隐蔽损伤。同时,经历撞击和长期在轨运行的关键设备性能数据,将为后续的“设备寿命预测”及可靠性评估提供宝贵的参考依据。这些数据无疑将成为新一代载人飞船防护设计的重要参考。

神舟二十号的舷窗裂纹,不过是太空中一次不大的“突发险情”,却让我们看到了中国航天人面对风险时的冷静应对及材料创新。当应急方案迅速落地、航天员顺利换乘返回、处置装置被及时运送到空间站,我们见证的不仅是一次化险为夷的太空任务,更是对中国航天“安全托底、创新驱动、自主可控”发展脉络的生动诠释,而材料技术的持续迭代进阶,正是支撑这一切稳步前行的坚实基石。

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关键词: 神舟载人飞船 神舟二十号 舷窗 航天玻璃

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