速度23馬赫，神舟15飛船艙體從天而降，砸向洛杉磯，點亮北美夜空

本月上旬的一天，凌晨1時30分許，不計其數的發光火球如流星雨般點亮了北美夜空，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。

直到美軍太空監視中心給出明確結論，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，大約相當于23馬赫的速度，其在與地球大氣劇烈摩擦阻力作用下，機械能快速減小，摩擦產生的溫度高達1500攝氏度至2000攝氏度左右，軌道艙的金屬結構變形失效熔融、復合材料燒蝕損毀，在多種作用力影響下，艙體解體成若干部件，大部分結構都將燒蝕分解，當仍會有部分殘骸砸向地面。

目前停靠在中國空間站的載人飛船是神舟十七號，神舟十五號是我國空間站進入常態化運營階段的首次載人飛船發射任務，該飛船乘組早在去年6月就已經返回地球，為何還有艙體？

神舟號是三艙結構飛船，由推進艙、返回艙、軌道艙組成，推進艙主要負責飛船的軌道控制、姿態控制、能源供應等任務，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，從空間站返回時還可以裝載一些廢棄物。

由下至上依次是，推進艙、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艙兩兩分離。

當神舟飛船進入返回程序后，會進行兩次姿態調整，第一次調姿是以飛船飛行方向為基準逆時針偏轉90度，之后軌道艙與返回艙分離，調姿目的是讓分離的兩個艙體運行在不同的軌道，避免相撞風險，第二次調姿繼續逆時針偏轉90度，此時推進艙將朝向前方，以便于后續的動力減速操作。

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型設計說起，如今市面上的各型載人飛船，幾乎清一色都是兩艙構型，為什么神舟是三艙？

神舟號載人飛船誕生于上世紀90年代，不同的時代就有不同的應用需求，以當時的載人天地往返需求而言，追求的是載人數量多，同時飛船再入質量最小化，在保證較高的載人效率的同時還能保證較低的設計研發成本。

在神舟系列、聯盟系列以前，兩艙構型飛船的返回艙需要配置對接機構，使得本就局促的返回艙內部空間變得更加局促，航天員的生存生活條件相當差，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狹小。

雙子座飛船結構彩圖

雙子座飛船返回艙實拍，該飛船最多搭載兩名航天員。

唯有三艙飛船在當時是個特例，將返回艙的部分功能分解至軌道艙，返回艙在實現減重設計的同時，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型的原因，這是一個方案成熟、技術先進、收益較大的技術起點，如今中國空間站任務的實踐已經證明了這一點。

以往神舟飛船在宣傳時經常講軌道艙的留軌功能，的確在早期我國航天發射活動稀少的年月，神舟飛船軌道艙的確承擔了很多重量級任務，比如我國首次載人飛行任務，楊利偉在天上時自始至終都沒有離開返回艙進入軌道艙，在當時除了有首次載人飛行的安全考慮，在設上也不需要他進入軌道艙，因為當時軌道艙安裝了一臺大口徑對地觀測光學遙感相機，該相機還是我國第一臺可以進行實時天地數據傳輸的空間光學相機，使我國對地觀測業務能力上了一個大臺階。

神舟五號軌道艙配置有一臺大口徑對地觀測遙感相機

實際上具備留軌功能的軌道艙，自神舟六號之后就沒有了，留軌功能的一個標志性特征就是軌道艙單獨配置有一對太陽能帆板，使其可在獨立飛行時具備發電能力。

早期具備留軌功能的軌道艙除配置太陽能翻板，還有獨立的推進分系統，共16臺姿控發動機。

神舟七號軌道艙改裝成了用于驗證航天員出艙技術的氣閘艙，神舟八號及之后的軌道艙就回歸了它的本源——配置交會對接機構，用于與其它航天器進行交會對接，因此這個艙段雖名為軌道艙，實際卻是“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，當軌道艙與返回艙分離后會飛出一些物體，這就是軌道艙內部呈真空狀態后飛出的一些多余物。

軌道艙與返回艙相連一端不再留門

當軌道艙與返回艙分離后它就已經完成了載人天地往返任務中所承擔的使命，但科研人員還是讓它繼續發揮余熱，就是充當空間站的垃圾桶，每次神舟飛船從空間站撤離時，軌道艙也都會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，對于空間環境的保護是加分項。

軌道艙與返回艙分離后散落的貨包

隨著中國空間站進入常態化運營階段，神舟飛船也將保持每年兩艘的高頻發射態勢，至今已經完成了11次天地往返任務，可以說是漸入佳境，后續神舟飛船也革新了很多高新技術，比如返回艙換裝新的低吸收低發射涂層，在軌停靠時間更長，還有更新鋰離子蓄電池組。

載人天地往返任務經驗的積累、大推力火箭技術的突破、一系列載荷技術的突破，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船

早在四年前，旨在服務載人登月任務的新一代載人飛船試驗船就已經完成首飛，首飛后的幾年時間里，新一代載人飛船也在持續改進升級，如今它已經被正式命名為“夢舟”，輕質碳基微燒蝕防熱材料、自適應預測校正制導等核心技術的應用與升級，意味著夢舟號飛船必將成為一代經典。

夢舟號載人飛船與攬月號載人登月器

除了服務載人登月，夢舟號還將衍生出服務空間站任務的近地版飛船，諸多高新技術的應用，使得新飛船的內部空間相當充裕，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模也不會止步于當下，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，這是因為今年3月下旬太陽爆發了X1.1級大耀斑，在來自太陽能量的強力轟擊下，地球出現了特大地磁暴，地磁暴會對大氣形成拖曳效應，使得近地軌道航天器高度下降，對于無動力的神舟飛船軌道艙而言，自然就會加速高度下降的進程。

日冕儀拍攝到的太陽日冕物質拋射過程

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動機，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動機

中國航天已經進入到自由王國的新境界，只要有需求，就會有動力也有能力去實現任何目標。