11月14日，河南洛阳，航天员陈冬的母亲黄焱（左二）、父亲陈树林（左三）祝贺航天员平安落地。据中国新闻网微信公众号
11月14日，神舟二十一号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。神舟二十号航天员陈冬、陈中瑞、王杰（从上至下）安全顺利出舱。据新华社（拼版照片）
这是NASA提供的低地球轨道碎片状态示意图。据科普中国微信公众号
美国航天飞机遭遇空间碎片撞击后留下的坑洞。据科普中国微信公众号
商报记者 虞洪波 综合报道
新华社11月15日0时25分发布据中国载人航天工程办公室的消息说，神舟二十号航天员乘组14日乘坐飞机平安抵达北京。
这是中国航天员首次通过“换乘”载人飞船的方式从天外平安归来。
按照原计划，神舟二十号航天员乘组应于11月5日返回地球，因神舟二十号载人飞船返回舱舷窗玻璃出现细微裂纹，不满足载人安全返回的放行条件而不得不推迟。
使舷窗玻璃出现细微裂纹的最大可能是受空间碎片外部冲击导致。那么，空间碎片是什么？为什么会对航天员和飞船构成威胁？
●盼着他们 早日回家
陈冬在轨驻留时长超400天
14日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。返回舱舱门打开后，神舟二十号航天员陈冬、陈中瑞、王杰安全顺利出舱，健康状态良好。
至此，神舟二十号航天员乘组的太空之旅顺利结束，陈冬成为首个在轨驻留总时长超过400天的中国航天员，也是目前执行空间出舱任务次数最多的中国航天员。
同时，神舟二十号航天员乘组在轨驻留时间达到204天，刷新了中国航天员乘组在轨驻留时长纪录。
“陈冬出舱那一刻，我的心落地了”
神舟二十一号返回舱成功着陆后，守在电视机前看直播的陈树林看到儿子陈冬的镜头，忍不住笑呵呵地说：“胖了一圈。”在他身边，陈冬母亲黄焱则湿了眼眶，她揉了揉眼睛，强忍着没让眼泪掉下来。
尽管这是陈冬第三次从太空出差返回地球，但对陈树林来说仍是满满牵挂。“昨天（13日）晚上11点我看新闻还没有他们返程的消息，今天（14日）早上5点又看新闻，才知道是今天回来。”他向媒体记者表示，陈冬没落地，他的心就悬着，期待儿子早日凯旋的心就愈加迫切。
“看到陈冬出舱的那一刻，我的心终于落地了，眼泪也快流出来了。”黄焱受访时称，对儿子陈冬她有担心，更多的是为陈冬能完成祖国交给的任务感到欣慰。黄焱期待早日见到陈冬，给他一个大大的拥抱。
王杰母亲已准备儿子最爱的美食
14日，从内蒙古巴彦淖尔走出去的航天员王杰从太空凯旋。据当地媒体此前报道，王杰母亲在接受采访时表示，儿子有五年没有回家了，她经常失眠数着星星，盼望儿子平安归来，最希望儿子尽快回家过春节。
得知神舟二十号乘组平安返回，王杰的父母抑制不住地高兴。此前，他们翻着相册数着日子，盼望儿子尽快平安凯旋。
王杰的母亲称，已经为儿子准备好了他最爱吃的猪骨头烩酸菜、巴盟羊肉、内蒙牛肉，她还希望儿子为家人做一顿拿手饭，“王杰会做烧麦，我还没有吃过，等到过年的时候准备让他做一顿烧麦。”
王杰的父母还给儿子准备了一份特殊的礼物，一本《平安喜乐》相册，里面是王杰父母整理的王杰出征和每次出舱完成任务的截图。
●中国航天 值得相信
全国人民也跟着安心了
三位航天员平安归来，全国人民也跟着安心了。
原定于11月5日返回的神舟二十号乘组，在历经9个日夜的等待后，终于平安归来。
这是一次可以载入中国载人航天史册的归来，不仅是中国航天员首次通过“换乘”飞船的方式安全返回，更凝聚着亿万国人的牵挂与祈愿。新华社
据介绍，从按下“暂停键”到返回任务重启，中国载人航天工程秉持“生命至上、安全第一”理念，立即启动应急预案和措施，各系统迅速反应、团结协作、扎实应对，最终决定先让神舟二十号乘组乘坐神舟二十一号载人飞船返回，后续择机发射神舟二十二号载人飞船。
这是一次“意外”亦是一次“练兵”
走到21世纪的第三个十年，航天员面临的环境愈发复杂。仅以近地轨道区域来说，卫星、火箭上面级、失效航天器、解体碎片、剥落涂层，各式各类物体急剧增加。
此次神舟二十号载人航天飞船返回任务推迟后，一系列应急预案和措施迅速启动。一方面，对神舟二十号载人飞船全面进行仿真分析和试验及安全性评估，另一方面研究神二十乘组返回实施计划，各系统严格按流程开展各项测试和联调联试。从组织关键产品状态判读和质量确认，到着陆场开展返回综合联演，天上、地下全方位行动。
其实，自执行空间站任务以来，长二F火箭就采取“发射1发、备份1发”以及“滚动备份”的发射模式，为航天员的安全加上“双保险”。
从神舟十二号任务开始，我们的载人飞船发射也均采用“发一备一”的滚动备份机制。即使没有现成停靠在空间站的神舟二十一号飞船，在地面待命的神舟二十二号飞船也可以随时升空，把我们的航天英雄接回家。
此刻的安全无虞以及后续妥善安排，证明了载人航天工程和科研工作者工作的成效，让人们更加确信，“中国航天，值得相信。”
中国响应速度快得多
这是从2003年神舟五号开启中国载人航天时代以来，第一次神舟飞船突然改变发射或者返回的计划。
太空碎片及微流星体撞击，是载人航天面临的长期挑战。这个潜伏已久的航天威胁，随即再次进入公众视野。
推迟神舟二十号航天员乘组的回家日期，是安全至上的选择。
载人航天器舷窗玻璃被撞击的情况也发生过。2016年5月，国际空间站穹顶舱一块舷窗玻璃发现一个7毫米直径的坑，幸好多层玻璃足够厚，不会造成严重后果。历史上多次航天飞机飞行中，舷窗也被撞出过类似小坑，都没有造成影响。
2022年12月15日，俄罗斯联盟MS-22号飞船被微流星撞击，造成失压和冷却液泄漏。因为受损飞船无法安全返回，乘组滞留空间站。俄罗斯于次年2月24日发射了无人的联盟MS-23飞船，乘组于当年9月27日乘坐联盟MS-23返回地面，6个月的空间站任务被迫延长到一整年。
航天爱好者陈蓝说，这个事故很类似我们这次的情况，只是我们的响应时间快得多，因为我们的飞船是随时待命的。
●空间碎片 危害巨大
10厘米以下空间微小碎片有5万颗左右
看似空空荡荡的太空，其实暗藏着不少“刺客”。除了天然的微流星体之外，还有许许多多空间碎片，由人类航天活动直接或间接产生，它们还有一个更直白的称呼“太空垃圾”。
尺寸小于10厘米的空间碎片也被称为空间微小碎片。数毫米大小的空间碎片撞击，有可能使航天器无法继续工作。即便置身于航天器内，舱内航天员的生命安全也将直接受到威胁。
空间碎片包括失效卫星、废弃火箭末级、未烧尽的燃料颗粒、航天事故残骸，从航天器上脱落的小零件、隔热材料，甚至人类在舱外维修航天器时丢弃或遗失的工具等。碎片与航天器、碎片与碎片之间发生碰撞，又会产生更多更细小的次级碎片。
有些空间碎片是人类在航天时代早期有意散布的。20世纪60年代，美国执行过“西福特计划”，将4.3亿根长1.78厘米、直径25.4微米的铜质针状偶极天线散布到高度3500公里以上的轨道上，形成辅助远程通信的云状环。直至今日，仍有数目可观的铜针残留在轨道上，偶然返回大气层，还有许多早期空间碎片是反卫星武器试验的产品。
随着航天事业的发展，地球轨道上的空间碎片数量与日俱增。据计算，目前1～10厘米的空间微小碎片有5万颗左右，而1厘米以下的更多，大约为1.3亿颗。由于光学望远镜和无线电雷达探测能力有限，还不能完全探测到它们。
低轨道上的空间碎片会在极其稀薄的大气阻力影响下逐渐降轨陨落，并在大气层中烧毁。而如果轨道较高，就能存留很久。苏联在1972年发射失败的“宇宙-482”金星探测器的着陆舱，在地球身边转了53年后才坠回大气层。
毫米级以下碎片也危及太空行走航天员的生命
小小的空间碎片为何能阻碍神舟二十号乘组的回家之路？它们的破坏力从何而来？答案是速度。
平时看航天员出舱活动的视频，大家会感觉那是个失重的地方，周围的一切都在慢悠悠地飘荡，怎么能撞坏东西呢？
实际上，航天员和周围的物体都围着地球以第一宇宙速度（接近每秒8公里）疾驰，是步枪子弹速度的10倍。
“慢悠悠飘荡”的假象，是因为航天员、空间站和各个设备的运行方向和速度完全一致造成的，就像并排行驶的汽车。如果两个物体的轨道稍有交叉，那么它们的相遇就会像路口撞车那样惨不忍睹。
除了对航天器或航天员造成致命伤害以外，还会产生更多的次级碎片。
空间碎片携带的动能与它的质量成正比，也与它速度的平方成正比。大个儿的空间碎片可能击碎航天器的外壳或控制系统，使航天器爆炸、解体、姿态翻转或偏离轨道；稍小一点的，也能造成撞击坑，损伤航天器表面器件、太阳能帆板或供电线路。
对于太空行走的航天员来说，他们身着的舱外航天服是个精简版的迷你飞船，对空间碎片的防护能力更弱，即使是毫米级以下的细小碎片，也能击穿舱外服的防护层，危及航天员生命。假如空间微小碎片破坏了飞船返回舱防热涂层的完整性，也会给航天员的回家之路埋下重大隐患。
中国空间站的防护结构为航天员筑起堡垒
现代航天器的设计正努力从源头减少空间碎片。航天器退役时，要主动变轨、再入大气层销毁或是改至遥远的“墓地”轨道。
对于已经存在的空间碎片，航天器的应对策略主要是看碎片的尺寸。
目前，针对尺寸超过10厘米的较大碎片，航天器倾向于“躲”，主动实施轨道规避。
棘手的是难以观测的大量小型空间碎片，一是不可预知，二是即使预知也不可能让航天器频频消耗燃料变轨躲避，这时“硬着头皮撞上去”就成了最佳应对手段。
对于长期驻人的空间站来说，打造一副坚不可摧的铠甲是非常必要的。以国际空间站为例，按照美国航空航天局的公开标准，防护结构要能经受直径1.3厘米的铝球以每秒7公里的速度垂直撞击。
为此，国际空间站和中国的天宫一号、二号采用的都是惠普尔防护罩。惠普尔防护罩，由1毫米的金属层、中间空隙和内层厚板组成。空间碎片高速撞击到外层金属薄板会将撞击物粉碎成大量细小碎片，这些碎片在通过中间空隙时会散开，能量也会大幅下降，从而难以贯穿内层厚板，达到保护航天器内部结构的目的。高速相撞会把空间碎片粉碎，让动能分散到内层板上。
比起试验期的两代天宫来，中国空间站具有更长的在轨时间、更大的组装规模，对其防护功能有更高的要求。它使用的是复合材料填充式防护结构，综合应用高强度材料和能量吸收层，既减轻了重量，又提升了抗冲击性能，目前已成功应用于空间站天和核心舱，以及问天、梦天两大实验舱，为空间站和航天员筑起固若金汤的堡垒。
空间站并非所有部位都均等防护，而是根据各部分的关键性进行区域分级。例如，作为航天员生命保障核心区的密封舱，其防护层级最高；推进系统、供电设备等次之；太阳翼等部件面积大，难以完全防护，更多是借助冗余设计来降低撞击带来的风险。
（信息来源：新华社，中国新闻网、长安观察、极目新闻、科普中国、观察者网微信公众号）