本月上旬的一天，凌晨1時(shí)30分許，不計(jì)其數(shù)的發(fā)光火球如流星雨般點(diǎn)亮了北美夜空，位于加利福尼亞州南部洛杉磯市的人們目睹了這一盛況，他們爭相在社交平臺(tái)上分享所看到的一切，他們很困惑，不知道這究竟是什么。

直到美軍太空監(jiān)視中心給出明確結(jié)論，這就是中國神舟十五號載人飛船的艙體——軌道艙在洛杉磯上空再入地球大氣層。

神舟飛船軌道艙是無動(dòng)力再入，也就是無控再入，落在哪里都是概率問題，地球70%的表面積是海洋，通常情況下是會(huì)在海洋濺落，此番砸向北美大陸，讓美國民眾能夠感受到來自中國的問候，只能說他們運(yùn)氣太好了。

神舟十五號軌道艙大概以每秒8公里的速度再入地球大氣層，大約相當(dāng)于23馬赫的速度，其在與地球大氣劇烈摩擦阻力作用下，機(jī)械能快速減小，摩擦產(chǎn)生的溫度高達(dá)1500攝氏度至2000攝氏度左右，軌道艙的金屬結(jié)構(gòu)變形失效熔融、復(fù)合材料燒蝕損毀，在多種作用力影響下，艙體解體成若干部件，大部分結(jié)構(gòu)都將燒蝕分解，當(dāng)仍會(huì)有部分殘骸砸向地面。

目前?？吭谥袊臻g站的載人飛船是神舟十七號，神舟十五號是我國空間站進(jìn)入常態(tài)化運(yùn)營階段的首次載人飛船發(fā)射任務(wù)，該飛船乘組早在去年6月就已經(jīng)返回地球，為何還有艙體？

神舟號是三艙結(jié)構(gòu)飛船，由推進(jìn)艙、返回艙、軌道艙組成，推進(jìn)艙主要負(fù)責(zé)飛船的軌道控制、姿態(tài)控制、能源供應(yīng)等任務(wù)，返回艙是航天員的乘員艙，軌道艙如同神舟飛船的“后備箱”，可以搭載上行物資，從空間站返回時(shí)還可以裝載一些廢棄物。

由下至上依次是，推進(jìn)艙、返回艙、軌道艙。

三艙中只有返回艙具備再入大氣層的隔熱燒蝕能力，是護(hù)佑航天員天地往返的核心艙段，該艙段要想帶著航天員返回地球，就需要與軌道艙以及推進(jìn)艙兩兩分離。

當(dāng)神舟飛船進(jìn)入返回程序后，會(huì)進(jìn)行兩次姿態(tài)調(diào)整，第一次調(diào)姿是以飛船飛行方向?yàn)榛鶞?zhǔn)逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)90度，之后軌道艙與返回艙分離，調(diào)姿目的是讓分離的兩個(gè)艙體運(yùn)行在不同的軌道，避免相撞風(fēng)險(xiǎn)，第二次調(diào)姿繼續(xù)逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)90度，此時(shí)推進(jìn)艙將朝向前方，以便于后續(xù)的動(dòng)力減速操作。

軌道艙與返回艙分離

話說，神舟飛船的軌道艙以前是具備留軌功能的，為什么如今沒有了？

這還得從神舟飛船的三艙構(gòu)型設(shè)計(jì)說起，如今市面上的各型載人飛船，幾乎清一色都是兩艙構(gòu)型，為什么神舟是三艙？

神舟號載人飛船誕生于上世紀(jì)90年代，不同的時(shí)代就有不同的應(yīng)用需求，以當(dāng)時(shí)的載人天地往返需求而言，追求的是載人數(shù)量多，同時(shí)飛船再入質(zhì)量最小化，在保證較高的載人效率的同時(shí)還能保證較低的設(shè)計(jì)研發(fā)成本。

在神舟系列、聯(lián)盟系列以前，兩艙構(gòu)型飛船的返回艙需要配置對接機(jī)構(gòu)，使得本就局促的返回艙內(nèi)部空間變得更加局促，航天員的生存生活條件相當(dāng)差，例如美國的雙子座號，即便是載人登月用的阿波羅飛船指令艙的居住空間也是相當(dāng)狹小。

雙子座飛船結(jié)構(gòu)彩圖

雙子座飛船返回艙實(shí)拍，該飛船最多搭載兩名航天員。

唯有三艙飛船在當(dāng)時(shí)是個(gè)特例，將返回艙的部分功能分解至軌道艙，返回艙在實(shí)現(xiàn)減重設(shè)計(jì)的同時(shí)，整船居住空間也得到了大幅改善，這就是為什么神舟號載人飛船選擇三艙構(gòu)型的原因，這是一個(gè)方案成熟、技術(shù)先進(jìn)、收益較大的技術(shù)起點(diǎn)，如今中國空間站任務(wù)的實(shí)踐已經(jīng)證明了這一點(diǎn)。

以往神舟飛船在宣傳時(shí)經(jīng)常講軌道艙的留軌功能，的確在早期我國航天發(fā)射活動(dòng)稀少的年月，神舟飛船軌道艙的確承擔(dān)了很多重量級任務(wù)，比如我國首次載人飛行任務(wù)，楊利偉在天上時(shí)自始至終都沒有離開返回艙進(jìn)入軌道艙，在當(dāng)時(shí)除了有首次載人飛行的安全考慮，在設(shè)上也不需要他進(jìn)入軌道艙，因?yàn)楫?dāng)時(shí)軌道艙安裝了一臺(tái)大口徑對地觀測光學(xué)遙感相機(jī)，該相機(jī)還是我國第一臺(tái)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)天地?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)目臻g光學(xué)相機(jī)，使我國對地觀測業(yè)務(wù)能力上了一個(gè)大臺(tái)階。

神舟五號軌道艙配置有一臺(tái)大口徑對地觀測遙感相機(jī)

實(shí)際上具備留軌功能的軌道艙，自神舟六號之后就沒有了，留軌功能的一個(gè)標(biāo)志性特征就是軌道艙單獨(dú)配置有一對太陽能帆板，使其可在獨(dú)立飛行時(shí)具備發(fā)電能力。

早期具備留軌功能的軌道艙除配置太陽能翻板，還有獨(dú)立的推進(jìn)分系統(tǒng)，共16臺(tái)姿控發(fā)動(dòng)機(jī)。

神舟七號軌道艙改裝成了用于驗(yàn)證航天員出艙技術(shù)的氣閘艙，神舟八號及之后的軌道艙就回歸了它的本源——配置交會(huì)對接機(jī)構(gòu)，用于與其它航天器進(jìn)行交會(huì)對接，因此這個(gè)艙段雖名為軌道艙，實(shí)際卻是“對接艙”。

在功能屬性上回歸對接艙之后，軌道艙與返回艙相連接的一端就不再配置艙門，所以可以從遙測畫面中看到，在返回階段，當(dāng)軌道艙與返回艙分離后會(huì)飛出一些物體，這就是軌道艙內(nèi)部呈真空狀態(tài)后飛出的一些多余物。

軌道艙與返回艙相連一端不再留門

當(dāng)軌道艙與返回艙分離后它就已經(jīng)完成了載人天地往返任務(wù)中所承擔(dān)的使命，但科研人員還是讓它繼續(xù)發(fā)揮余熱，就是充當(dāng)空間站的垃圾桶，每次神舟飛船從空間站撤離時(shí)，軌道艙也都會(huì)盡量裝滿各類廢棄物，以便于再入大氣層燒毀，這也算是這些廢棄物的自主離軌手段，對于空間環(huán)境的保護(hù)是加分項(xiàng)。

軌道艙與返回艙分離后散落的貨包

隨著中國空間站進(jìn)入常態(tài)化運(yùn)營階段，神舟飛船也將保持每年兩艘的高頻發(fā)射態(tài)勢，至今已經(jīng)完成了11次天地往返任務(wù)，可以說是漸入佳境，后續(xù)神舟飛船也革新了很多高新技術(shù)，比如返回艙換裝新的低吸收低發(fā)射涂層，在軌?？繒r(shí)間更長，還有更新鋰離子蓄電池組。

載人天地往返任務(wù)經(jīng)驗(yàn)的積累、大推力火箭技術(shù)的突破、一系列載荷技術(shù)的突破，這些使得我們的新一代載人飛船的問世變得順理成章。

新一代載人飛船試驗(yàn)船

早在四年前，旨在服務(wù)載人登月任務(wù)的新一代載人飛船試驗(yàn)船就已經(jīng)完成首飛，首飛后的幾年時(shí)間里，新一代載人飛船也在持續(xù)改進(jìn)升級，如今它已經(jīng)被正式命名為“夢舟”，輕質(zhì)碳基微燒蝕防熱材料、自適應(yīng)預(yù)測校正制導(dǎo)等核心技術(shù)的應(yīng)用與升級，意味著夢舟號飛船必將成為一代經(jīng)典。

夢舟號載人飛船與攬?jiān)绿栞d人登月器

除了服務(wù)載人登月，夢舟號還將衍生出服務(wù)空間站任務(wù)的近地版飛船，諸多高新技術(shù)的應(yīng)用，使得新飛船的內(nèi)部空間相當(dāng)充裕，最多可以搭載7名航天員，更多的航天員意味著中國空間站的規(guī)模也不會(huì)止步于當(dāng)下，再乘以2是可以想象的。

話說，一般情況下神舟飛船軌道艙被分離后需要十個(gè)月才能再入地球大氣層燒毀，此次神舟十五號下來的似乎早了點(diǎn)，這是因?yàn)?strong>今年3月下旬太陽爆發(fā)了X1.1級大耀斑，在來自太陽能量的強(qiáng)力轟擊下，地球出現(xiàn)了特大地磁暴，地磁暴會(huì)對大氣形成拖曳效應(yīng)，使得近地軌道航天器高度下降，對于無動(dòng)力的神舟飛船軌道艙而言，自然就會(huì)加速高度下降的進(jìn)程。

日冕儀拍攝到的太陽日冕物質(zhì)拋射過程

同樣受特大地磁暴影響還有中國空間站與國際空間站，中國空間站配置有霍爾電推發(fā)動(dòng)機(jī)，可以更高效地抵御特大地磁暴帶來的高度衰減影響。

中國空間站配置的電推發(fā)動(dòng)機(jī)

中國航天已經(jīng)進(jìn)入到自由王國的新境界，只要有需求，就會(huì)有動(dòng)力也有能力去實(shí)現(xiàn)任何目標(biāo)。