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神舟十二号返回在即,航天员安全回家需要迈过哪些关口?
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来源:上观新闻 作者:刘锟 2021-09-17 06:19
摘要:此次神舟十二号飞船返回舱将着陆东风着陆场。

中国载人航天工程办公室发布消息称,北京时间9月16日8时56分,神舟十二号载人飞船与空间站天和核心舱成功实施分离。飞船撤离后,于北京时间2021年9月16日13时38分,与空间站组合体完成绕飞及径向交会试验,成功验证了径向交会技术,为后续载人飞行任务奠定了重要技术基础。

神舟十二号与空间站成功实施分离

此次聂海胜、刘伯明、汤洪波在空间站组合体工作了整整三个月,书写了中国载人航天新的历史。据中国航天报发布的消息,载人航天工程空间站工程阶段飞行任务总指挥部决定,9月17日神舟十二号飞船返回地球。

按照计划,此次神舟十二号将着陆东风着陆场。

接下来的回家之旅,航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波将经历怎样的考验?

简单来说,飞船返回地面是飞船脱离原来的飞行轨道,沿一条下降的轨道再入地球大气层,通过与空气摩擦减速,安全降落到地面上的过程。与以往的历次载人航天任务一样,神舟十二号飞船也将经历制动减速、自由滑行、再入大气层、开伞着陆四个阶段最终返回地球。

上海空间推进研究所专家表示,返回前,飞船首先要调整姿态,使飞船在水平方向逆时针转动90°,由轨道舱在前、返回舱居中、推进舱在后的状态变为横向飞行状态,这是飞船的第一次调姿。

紧接着,轨道舱与返回舱以每秒1到2米的相对速度分离,这就是轨道舱分离。此时,飞船变成了推进舱和返回舱的组合体。两舱组合体继续逆时针转过90°,变成推进舱在前、返回舱在后的飞行状态,同时再调整俯仰角达到制动要求,这是飞船的第二次调姿。

这时,飞船推进舱推进系统的制动发动机点火工作,产生与飞船飞行方向相反的作用力,使飞船飞行速度降低,从而脱离原飞行轨道进入返回轨道,这个制动过程可比喻为“刹车”。

随后,返回舱与推进舱组合体就以无动力飞行状态自由下降。

距离地面140多公里时,推进舱和返回舱将进行分离,推进舱会随着大气摩擦产生的高温而被烧毁,返回舱将继续下降,并建立正确的再入姿态角(速度方向与当地水平面的夹角)。

推进舱与返回舱分离

专家表示,返回舱建立正确的再入姿态角至关重要,这个角度必须精确地控制在一定的范围内,如果角度太小,飞船将从大气层边缘擦过而不能返回;如果角度太大,飞船返回速度过快,将像流星一样在大气层中被烧毁,因此需要返回舱推进子系统准确工作,确保飞船安全准确返回再入大气层。

大约在距地100千米时,开始再入大气层。返回舱以7.9千米/秒的速度再入大气层时,会与大气产生剧烈摩擦,使返回舱变成了闪光的火球,周围产生的等离子气体层,屏蔽了电磁波,这时返回舱表面和大气层摩擦形成“黑障”,直到距离地球约40千米处时黑障消失,重新与地面恢复联系。

返回舱再入大气层时犹如一个火球

一路向下飞行!

当返回舱降至离地面约10公里时,飞船速度已降至330米/秒以下,便进入最后开伞着陆阶段。此时,回收着陆系统开始工作,弹出伞舱盖,连续完成拉出引导伞、减速伞和主伞,飞船开始缓缓下降。降至距地面约5.5千米时,还要抛掉返回舱的防热大底,以便露出返回舱底部的反推发动机。

开伞着陆段模拟图

行进至距地面1米左右时,4台反推发动机点火,与地面形成一个反推力,使飞船降至约2米/秒的速度,从而保证航天员着陆时的安全。

当返回舱落地后,等候多时的立体式搜索救援分队将火速通过各种手段发现落点,并第一时间达到,协助航天员出舱。

此刻,让我们一起静待聂海胜、刘伯明、汤洪波安全回到祖国怀抱。

栏目主编:刘锟 文字编辑:刘锟 题图来源:新华社 资料图 图片编辑:项建英
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