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赢咖平台:神舟十二号航天员平安回家 细数太空返回的那些“神操作”

标签: 发布时间: 2021年09月20日 10:15:36 次浏览

北京9月19日电 (记者赵竹青)9月17日,神舟十二号载人飞船搭载3名航天员在天际划出优美的轨迹,从中国空间站荣耀归来,稳稳降落在甘肃酒泉东风着陆场,圆满完成了载人飞行天地往返任务。这是神舟载人飞船执行的第七次载人飞行。本次太空载人返回都有哪些“神操作”呢?记者带你一探究竟。

首次进行“热身”运动为哪般?

9月16日,当3名航天员关好核心舱舱门,进入神舟十二号载人飞船后,飞船开始与空间站天和核心舱分离,并在返回前开始“热身”动作。

这里的“热身”,指的是飞船绕飞空间站以及与空间站进行“径向交会”的动作。记者从神舟十二号飞船的抓总研制单位航天科技集团五院获悉,动作开始后,飞船从空间站核心舱的前向对接口分离,沿着设计好的弧线绕飞至后向对接口,稍作停留,再次绕飞至径向对接口,为后续神舟十三号载人飞船与天和核心舱的径向交会对接进行全面的技术验证。

神舟十二号载人飞船系统总体主管设计师彭华康介绍,这次“热身”是飞船通过自动测量与空间站的相对位置、相对姿态和角度,进行自主判断和飞行。

记者了解到,此前,我国在太空进行的航天器交会对接,都是在水平方向,此时两个航天器保持在一条直线上,因此只要控制好相对速度就可以实现交会对接。而此次“径向交会”,神舟十二号要从核心舱的下方向上进行交会,难度有很大的提升。

赢咖平台:神舟十二号航天员平安回家 细数太空返回的那些“神操作”(图1)

神舟十二号飞船再入返回模拟示意图。受访者供图

怎样打一个角度精准的“太空水漂”?

以往载人飞船返回都是降落在内蒙古四子王旗的草原上,而此次神舟十二号载人飞船则选择了位于巴丹吉林沙漠的东风着陆场。

据悉,这是神舟载人飞船首次在东风着陆场着陆。

据神舟十二号载人飞船总体飞控负责人杨海峰介绍,返回舱必须以固定的再入角进入大气,如果再入角太大就会导致返回舱外部温度过高,再入角太小又会直接飞出大气层。

可以说,这条回家之路“步步惊心”。因此,飞船轨道设计团队精心设计了返回轨道方案,加入了预测校正制导方法来帮助返回舱在再入过程中根据实时位置、气动参数、瞄准点偏差等来自主计算并维持再入轨迹,以适应落点的变化以及轨道变化范围大的特点,保证返回的“轨道”丝毫不差。

什么样的返回“姿势”更舒适?

杨海峰介绍,返回舱是“上窄下宽”的钟形设计,在推进舱和返回舱分离以后,返回舱会利用自身装配的发动机进行姿态调整,变成大底朝前的飞行状态。

这样一来,返回舱在穿越大气层时产生一定的升力,因而能够对飞行轨迹进行一定控制,从而保证落点准确度较高,对航天员的过载冲击也比较小。

不仅返回舱要采用舒适的返回姿势,航天员也要以几乎与大底平行的角度在座椅中“平躺”。杨海峰告诉记者,选择这样的姿势返回,是为了更好缓解飞船减速过程中形成的冲击,从而给自己带来更多保护。

上千度高温中怎样“极限生存”?

据了解,返回舱从400公里左右的太空轨道进入大气层后,会以数千米每秒的速度与大气层发生摩擦,形成上千度的高温,像一个熊熊燃烧的火球冲向地面。

为了保证返回舱内部始终保持合适的温度,神舟十二号飞船结构与机构研制团队经过持续攻关,为载人飞船返回舱研制出了特殊的防热材料。

神舟十二号载人飞船机械总体主任设计师刘晓震将之生动地称为“防热外套”。这件贴心的“外套”通过表面耐烧蚀材料在溶化、蒸发和分解时带走大量热能,阻隔高温进入舱内,保证舱内空气温度维持在20摄氏度左右。虽然只有薄薄一层,但却是保护航天员生命名副其实的“防火墙”。

赢咖平台:神舟十二号航天员平安回家 细数太空返回的那些“神操作”(图2)

神舟十二号飞船着陆瞬间模拟示意图。受访者供图

什么样的“黑科技”让飞船稳稳着陆?

返回舱的着陆过程对保障航天员的生命安全是个不小的挑战。记者了解到,舱体距地面10公里左右时,飞船的速度已经降到330米每秒以下,这时返回舱上的静压高度控制器通过测量大气压力自动判定所处高度并开伞减速,将返回舱速度逐步降到7米每秒左右,但如果以这样的速度直接撞击地面,还是无法保障航天员的绝对安全。

为此,飞船研制队伍设计了一套“组合拳”。细心的网友会注意到:飞船着陆的一瞬间,突然闪现一道明亮的火光。这就是飞船返回舱的反推发动机开始工作了,它在距离地面一米左右时点火,其反向发力进一步减缓降落速度,让返回舱进行悬空急停。同时,返回舱底部的吸能外壳、减振材料和座椅缓冲机构组成减振系统,同时来吸收地面的冲击能量,保证航天员安全着陆。

赢咖平台:神舟十二号航天员平安回家 细数太空返回的那些“神操作”(图3)

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