隨著執(zhí)行“Crew-10”任務(wù)的載人龍飛船抵達(dá)國際空間站,被困太空已經(jīng)超過9個月的美國宇航員蘇尼塔·威廉姆斯和布奇·威爾莫爾總算是可以返回了。在3月18日,蘇尼塔·威廉姆斯和布奇·威爾莫爾和另外2名宇航員一起乘坐執(zhí)行“Crew-9”任務(wù)的載人龍飛船返回地球,3月19日上午在預(yù)定的海域進(jìn)行著陸。
相信很多網(wǎng)友都看了這艘飛船著陸時的直播,整個飛船的返航過程和我們的神舟載人飛船從太空返回地球的步驟其實沒有什么區(qū)別,都是再入大氣層后經(jīng)受高溫的灼燒,然后打開降落傘進(jìn)行傘降,最后著陸。
不過,在很多細(xì)節(jié)方面還是存在差異,例如我們的神舟載人飛船傘降過程中只有一個降落傘,美國的載人龍飛船卻打開4個傘;再例如,我們的神舟載人飛船、俄羅斯的聯(lián)盟號載人飛船著陸瞬間都會冒火光,還會出現(xiàn)煙塵滾滾的情況,美國的飛船著陸瞬間就不會出現(xiàn)這樣的情況。這是怎么回事?
看到存在這些差異,可能有一些網(wǎng)友認(rèn)為是我們的技術(shù)技不如人,所以我們的飛船著陸時就出現(xiàn)火光四濺的情況,美國飛船先進(jìn)所以不會出現(xiàn)。實際的情況并不是這樣的,這取決于飛船是在哪里著陸。
飛船是怎么返航的
雖然飛船返航過程中看起來就是從太空降低飛行高度,然后在預(yù)選著陸點進(jìn)行著陸,然而實際的過程卻是非常復(fù)雜的,任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,都可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的太空事故。
因為飛船在環(huán)繞地球飛行時速度很快,一般都會接近地球第一宇宙速度7.9公里每秒,而著陸的時候需要把速度降到接近0。這個減速的過程耗時很短,而且面臨著超高溫的炙烤,可以說是驚心動魄。此前王亞平等人在接受采訪時就提到乘坐飛船從太空返回時,就像在《西游記》的煉丹爐里那樣,被熊熊大火包圍著。
神舟載人飛船返航的過程大致是這樣的:
第一個,艙段的分離。從空間站撤離后,飛船還是一個組合體,像神舟載人飛船就有軌道艙、服務(wù)艙、返回艙3個艙段,最后只有返回艙安全著陸,航天員就是乘坐返回艙返回地球的。而在返航的過程中,就需要進(jìn)行這3個艙段的分離。
首先分離的是軌道艙,剩下返回艙和推進(jìn)艙組合體,這時候還沒讓推進(jìn)艙進(jìn)行分離,就是要利用推進(jìn)艙的發(fā)動機(jī)進(jìn)行反推降低飛行速度,這樣才能快速降低飛行高度,在合適的時間、位置以合適的速度合適的角度再入地球大氣層。在完成初次的制動減速后,推進(jìn)艙的作用也就完成了,這時候就會進(jìn)行返回艙和推進(jìn)艙的分離。
返回艙繼續(xù)按照設(shè)定的軌跡不斷下降高度,然后再入大氣層。由于是以極快的速度進(jìn)入大氣層,所以氣動加熱效應(yīng)很強(qiáng)烈,外部溫度急劇上升到1000多℃。在這么高溫的灼燒下,返回艙就像被熊熊大火包圍著,難關(guān)航天員曾經(jīng)表示就像在《西游記》的煉丹爐里那樣。
隨著飛船返回艙不斷下降高度,燃燒的現(xiàn)象會逐漸消失。在距離地面差不多還有10公里時會打開降落傘進(jìn)行減速。由于降落傘的面積巨大,像神舟載人飛船的降落傘面積有1200平方米這么大,所以飛船返回艙的速度可以快速降低,不過也只能降低到8米每秒左右。
如果是以8米每秒的速度進(jìn)行著陸的話,對飛船內(nèi)的航天員來說沖擊力是比較大的,要知道這些航天員已經(jīng)在軌飛行半年時間,長時間處于失重的環(huán)境下他們的身體已經(jīng)受到了一定的影響,不能給他們造成額外的傷害。所以為了確保飛船能夠安全著陸,需要進(jìn)行最后的緩沖才行。
我們的神舟載人飛船返回艙底部安裝了4臺反推發(fā)動機(jī),在傘降的過程中返回艙底部的隔熱大底、防熱大底會被拋掉,讓發(fā)動機(jī)暴露在外。當(dāng)飛船返回艙下降到大約還有1米時,返回艙底部的4臺反推發(fā)動機(jī)就會同時啟動。
給返回艙提供一個向上的推力,將著陸的速度降低到1米每秒左右,從而確保飛船能夠安全著陸,將對航天員的影響降到最低。由于反推發(fā)動機(jī)的推力巨大,在啟動后噴出巨大的推力,所以著陸瞬間就火光四濺、煙塵滾滾了。
美國的飛船返回地球的過程大致也是如此,不過他們的飛船在著陸的瞬間不需要進(jìn)行發(fā)動機(jī)的反推,所以就不存在火光四濺、煙塵滾滾的情況。因為他們的飛船直接濺落到大海,而海上本身就是一個很好的緩沖體。
雖然在某些細(xì)節(jié)方面存在差異,但是并不意味著我們的航天技術(shù)比不過美國。如果我們的神舟載人飛船也選擇在大海濺落的話,一樣不需要這樣的反推發(fā)動機(jī)進(jìn)行最后的減速,自然也不會出現(xiàn)火光四濺的情況。
相反,使用反推發(fā)動機(jī)的飛船在技術(shù)層面的要求會高一些。因為這些發(fā)動機(jī)需要很小,但推力需要巨大。而且需要這4臺反推發(fā)動機(jī)同時啟動,推力還必須要是一致的,如果其中一個發(fā)動機(jī)啟動時間晚了,或者推力小了,那可能就會導(dǎo)致返回艙側(cè)翻、翻滾。這樣的控制技術(shù)其實是很難的。
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.