神舟十七号即将返航,着陆过程惊心动魄,飞船返回舱需要经受高达一两千℃高温的灼烧,当飞船返回舱着陆到地面,航天员出舱时为什么要被抬着走?
返航过程惊心动魄
即将返航的神舟十七号飞船预计也会继续采用快速返回方案,也就是说,当神舟飞船从中国空间站组合体撤离以后,飞行几圈就开始返回地球。这样有很多好处,其中一个就是缩短返航时间,提高飞船返回舱内航天员的舒适性。
要知道,当航天员结束飞行任务从太空返回地球时,他们需要穿着舱内航天服,还需要进入狭小的返回舱内,由于飞船返回舱内部空间很有限,所以在返回舱内,航天员是没法动弹的。如果返航时间很长,航天员就会很不舒适。
当飞船从空间站组合体撤离后,并不会马上进入地球大气层,而是需要经过很多操作过程,而且返航过程充满了各种风险,可以说是惊心动魄。
因为飞船、空间站在距离地面大约400公里的圆形轨道运行,这样的高度并不适宜重返地球,所以当飞船撤离后,就需要进行制动减速来变轨,同时还会抛掉飞船的轨道舱,留下返回舱、推进舱两舱组合体。
返回舱、推进舱两舱组合体会从大约400公里的圆形轨道逐渐降低速度、降低高低,慢慢进入一个近地轨道低于100公里的椭圆形轨道,这时候还需要抛掉推进舱,只留下返回舱,航天员就是在返回舱内,乘坐返回舱返回地球的。
神舟载人飞船的返回舱看起来像一个上窄下宽的大钟,它的底部是隔热大底,能够承受非常高的温度。再入大气层之前,返回舱的发动机就会启动进行姿态的调整,让这个隔热大底朝前进入大气层。
而在进入大气层时,飞船返回舱需要找到一个合适的时间、合适的位置,以一个合适的角度再入地球大气层。这个过程很关键,再入大气层角度过大或者过小,都可能会有危险。而且,当返回舱再入大气层时,由于返回舱的速度很快,空气密度越来越大,气动加热效应会越来越强烈,导致返回舱外部温度急剧上升到一两千℃。
由于返回舱外部温度急剧上升,除了被熊熊大火包围着外,返回舱外部还会形成一个包裹住返回舱的等离子区,这期间飞船返回舱会出现短暂失联的情况,也就是进入了“黑障区”。
不过,黑障区并不会一直持续下去,“燃烧”现象也会逐渐结束,因为随着飞船高度不断下降,空气阻力越来越大,飞行速度也会不断降低。当飞船返回舱下降到距离地面还有40公里左右时,就会离开黑障区了,飞船返回舱继续下降高度。
当飞船返回舱的高度下降到差不多还有10公里时,就会相继打开引导伞、减速伞、主伞,其中主伞的面积高达1200平方米。为了确保安全,飞船返回舱还配置了备份降落伞。
完全打开主伞后,飞船返回舱的速度进一步降低,返回舱接下来还需要进行一系列的操作,包括抛掉装在返回舱底部的隔热大底,将安装在底部的反推发动机暴露出来。
当返回舱下降到地面还有1米时,底部的4台反推发动机就会启动,给飞船返回舱提供一个向上的推力,将返回舱着陆时的速度降低到1-2米每秒。与此同时,飞船返回舱内的座椅也会起到缓冲的作用,让航天员安全着陆。
当返回舱着陆到地面时,地面的搜救队伍早就提前来到了附近。地面的搜救工作人员第一时间对飞船返回舱的舱体进行检查,在确认飞船返回舱没有问题后,他们就会打开舱门,帮助航天员出舱。由于现在单次飞行时间长达几个月,航天员需要很长时间才能适应地面的重力环境,所以在出舱时,航天员都是被抬着走,然后坐在椅子上面休息。
在航天员出舱后,地面的工作人员还会对返回舱进行一系列的操作,包括取出一些载荷,还要切断返回舱的电源。最后,工作人员就会将返回舱运回到指定的地点。
神舟十八号准备发射
现在已经是4月下旬,此前官方就已经宣布神舟十八号飞船在4月下旬发射升空,所以现在距离神舟十八号飞船发射时间越来越近了。
在4月17日,神舟十八号飞船、火箭组合体已经转运到了发射区,在4月21日,酒泉卫星发射中心也进行了各单位展开全系统合练。在合练中,进行了全过程的模拟演练,参加神舟十八号任务的航天员按照流程模拟了飞行过程,进入飞船返回舱内进行了人、船、箭、地联合检查测试。
现在火箭、飞船组合体不仅抵达发射区,还进行了全系统的合练,意味着神舟十八号飞船发射时间进入倒计时,预计再过几天就会发射升空,而参加这次飞行任务的3名航天员也即将公开亮相了,一般在发射前一天就会召开记者会。
随着神舟十八号飞船发射时间越来越近,这也意味着神舟十七号任务即将接近尾声。按照计划,当神舟十八号飞船抵达中国空间站后,我们的空间站内又会再次进行2个航天员乘组的在轨轮换、交接,空间站将会再次住满6名航天员。在完成一系列工作后,神舟十七号飞船就会返回地球了。
当神舟十七号飞船从中国空间站撤离以后,我们的空间站又会从住满6名航天员的状态下变回3名航天员常驻的状态,这也是我们空间站目前常态化运营阶段的状态。
在后续,我们的空间站还会扩展,现在规划了多功能拓展舱,将会停泊在核心舱前向对接口,到时候我们的空间站将会扩展为180吨级六舱组合体,体积更大、空间更大。这也意味着到时候我们的空间站可以支持更多的航天员同时在轨生活、工作。
除此之外,还会有一些共轨运行的航天器一起执行飞行任务,例如后续将会发射巡天空间望远镜,这个望远镜平常时就是和空间站共轨飞行,在有必要的情况下可以对接中国空间站进行推进剂的补给、数据传输、维护维修等。到时候,我们的空间站将会变身为“太空母港”。
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