2003 年 10 月 16 日,当杨利伟乘坐神舟五号飞船返回地球,在《天地九重》一书中写下那个令人脊背发凉的细节:"突然,我听到 ' 咚咚 ' 的敲击声,像有人用木榔头敲飞船的门。" 这个持续 20 秒的神秘声响,曾让无数人猜想:是外星文明的问候?还是飞船故障的前兆?作为曾在国际空间站驻留 180 天的太空旅行者,我想从航天工程与太空物理的角度,还原这场跨越 20 年的太空声音谜题。
一、太空环境的 "声音魔术":被误解的寂静
首先需要打破一个认知误区:太空并非绝对寂静,而是充满了人类无法感知的振动。飞船内部的声响传播依赖舱内空气(神舟飞船维持 1 个标准大气压),但所有声音本质上都是结构振动的产物。杨利伟听到的敲击声,其实是典型的 "太空结构声",其成因可从三个维度解析:
1.
热应力引发的结构鸣响
神舟飞船在 21 小时的轨道周期内,要经历 16 次日出日落,舱外温度从 + 120℃骤降至 - 150℃。这种极端温差会导致飞船外壳(铝合金框架 + 陶瓷隔热瓦)产生 0.3-0.5 毫米的热胀冷缩。当金属框架与复合材料层的膨胀系数不一致(铝合金膨胀率 23×10⁻⁶/℃,碳纤维复合材料仅 1×10⁻⁶/℃),界面处会产生微小的应力释放,形成类似 "指关节敲击" 的闷响。国际空间站的宇航员曾记录到更明显的 "咔嗒声",经 NASA 分析,正是太阳能电池板支架的热变形所致。
2.
舱内设备的失重异响
在失重环境中,原本受重力固定的设备会出现微小位移。神舟五号返回舱的供氧管路、电缆束在启动姿态发动机时,会因惯性力产生瞬间拉伸,当拉力超过卡扣的摩擦力(约 5-10 牛),就会发出 "咚" 的撞击声。2019 年 SpaceX 龙飞船的乘员也报告过类似声响,最终定位为水箱阀门在微重力下的自由振动。
3.
空间环境的次生效应
地球磁层中的高能粒子(约 1-10MeV)轰击飞船外壳时,会在金属内部引发晶格振动。虽然这种振动频率(10-20kHz)超出人类听觉范围,但当多个粒子束集中撞击同一区域,可能激发结构的低频共振(20-200Hz),形成可感知的闷响。中国科学院空间环境预报中心的模拟显示,这种 "粒子声" 在辐射带边缘出现概率高达 37%。
二、载人航天的 "声音密码":从异常到标准流程
所有载人航天器都有一套 "声音监测字典",记录着 800 + 种正常声响:
"金属弹片声":推进剂阀门切换时的液压冲击(如神舟飞船的轨控发动机点火后 3 秒内必现)
"雨点敲打声":冷凝水在环控系统管道内的气液两相流噪声(空间站每天产生 20 升冷凝水)
"砂纸摩擦声":太阳能帆板与舱体的热胀冷缩摩擦(国际空间站每轨发生 12-15 次)
杨利伟听到的敲击声,经后续 6 次神舟任务验证,已被收录为 "周期性结构声",特征如下:
出现时段:飞船进入阴影区的 30 秒内(温度骤降触发热应力)
声响频率:1.2-1.5Hz(与飞船主结构的一阶弯曲频率吻合)
传播路径:通过舱体结构→空气→骨传导→听觉神经(失重状态下空气传导效率提升 15%)
2005 年神舟六号任务中,费俊龙、聂海胜携带的三轴加速度计显示,声响出现时伴随 0.01g 的结构微振动,与地面风洞实验中 20m/s 风速下的框架振动数据完全一致。
三、跨越时代的太空听觉:从恐惧到认知革命
回顾航天史,每个神秘声响都推动着技术进步:
1969 年阿波罗 13 号:氧气罐爆炸前 1 小时,宇航员听到 "咝咝" 声,促成了航天器泄漏监测系统的升级
2008 年神舟七号:翟志刚出舱时听到的 "高频颤音",最终发现是舱外服关节轴承的润滑脂挥发异响
2021 年天问一号:火星车听到的 "沙粒撞击声",首次揭示火星大气中的尘埃带电现象
杨利伟的遭遇,本质上是人类首次以血肉之躯接触全新声学环境的必然困惑。当我们的耳朵习惯了地球的重力声场(声音传播伴随空气对流扰动),在微重力环境中,任何结构振动都会被放大 —— 就像深海潜水员第一次听到自己骨骼的摩擦声,初始的恐惧最终会转化为对新环境的认知工具。
四、科学解释之外:航天精神的声音注脚
在酒泉卫星发射中心的航天博物馆,我曾近距离观察神舟五号返回舱,发现其侧舷窗下方有三处 0.5 毫米的细微划痕 —— 这正是 2003 年那次神秘声响的 "物理记忆"。它们不是外星文明的印记,而是人类航天器在极端环境中自我调适的证明。
杨利伟在后来的采访中说:"现在每次听到类似声音,我们的航天员都知道,这是飞船在呼吸,是太空在打招呼。" 这句话道破了载人航天的本质:那些曾让我们战栗的未知声响,终将成为我们理解宇宙的钥匙。当神舟十六号的航天员在天宫空间站记录下第 10 万次结构声时,人类对太空的听觉认知,早已从最初的困惑,进化为掌控星辰大海的科学自信。
注意在敲击声中听见的到底是什么,目前不得而知了
下次仰望星空时,请想象这样的画面:在 390 公里高的轨道上,神舟飞船正穿越地球阴影,外壳因温度骤降发出轻微的 "咚咚" 声。这不是幽灵的叩门,而是人类文明的心跳 —— 每一道声响,都是我们突破重力束缚的勋章,每一次震动,都是科技与宇宙的对话。杨利伟听到的那个声音,最终没有指向神秘,而是指向了更辽阔的真相:当我们把恐惧转化为好奇,把未知转化为数据,就能在太空的寂静中,听见未知的神秘。