神舟十三号即将返航,首次尝试高难度技术,为何选择东风着陆场?-

神舟十三号已经在轨运行了五个月时间了,按照原定计划航天员将在太空生活180天左右。如今他们已经步入了回家的倒计时,三名航天员下周将开始进入返回的准备阶段。

神舟十三号此次任务之所以在轨这么长时间,主要在于任务的关键。因为2022年是中国空间站建造的关键之年,这次任务将实验很多关键技术,为后续的密集发射做准备。

后续仍将依次发射天舟四号、神舟十四号、实验舱Ⅰ、实验舱Ⅱ、天舟五号、神舟十五号等六艘航天器,并且在今年神舟十四和十五将同时停靠在空间站,实现六名航天员乘组在轨轮换。

神舟十三号即将返航,首次尝试高难度技术,为何选择东风着陆场?

英雄回家

在太空中,航天员可不是说回家就能回家的,事先还需要做好充足的准备。3月29日7点45分,神舟十三号航天员乘组关闭了天舟2号货运飞船舱门和节点舱舱门,做好准备回家。

在准备期间,航天员会对空间站进行物品整理,并且积极调整自己的身体和心理状态。毕竟长时间在太空微重力环境下,人体的各项机能会产生变化。

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在此次返回过程中,中国将首次采用快速返回方案,将整个返回过程缩短至几个小时。这是中国首次尝试这种高难度的返回方案,背后支撑的是中国厚积薄发的航天实力。

飞船返回主要分为过制动离轨、自由下降、再入大气层和着陆四个阶段,通俗来讲就是飞船脱离飞行轨道,不断下降再入大气层,最后安全着陆的过程。

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大家都知道飞船在轨道上是以8千米/秒的第一宇宙速度飞行,如果想要脱离就得转向降速。在经过调整后,飞船会变成轨道舱在前、返回舱居中、推进舱在后的一个状态。在返回过程中,轨道舱会和返回舱分离继续留在轨道。

剩下返回舱就和推进舱相组合的状态,要想回到地球,必须再次调整姿势,变成返回舱在前、推进舱在后的状态。最后调整俯仰角达到制动要求,推进舱发动机点火,形成反作用力,逐渐降速使飞船进入返回轨道。

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离开飞行轨道,步入大气层之前,这里的摩擦比较小,所以主要是靠地球引力做自由下降运动。

在这一阶段,推进舱会与返回舱完成分离,最后推进舱坠入大气层烧毁。至于返回舱需要找一个角度进入大气层,这个角度必须要恰到好处。

如果角度过于小,返回舱就会和大气层擦肩而过,导致无法进入大气层。角度过大也不是好事,角度太大返回舱速度太快,会使返回舱在大气层烧毁。

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进入到大气层后,可以说是整个返回过程中最凶险的阶段,大概是80 100千米阶段。随着高度不断下降,大气层越来越稠密,阻力越来越大。与大气层摩擦导致返回舱就像一个火球一样,所以返回舱必须要有足够的保护、防热措施。

在接着往下,会进入黑障区,在这个区域地面无法与返回舱进行无线电联系,可以说是彻底失联状态。

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再往下,地球引力和气动阻力逐渐趋于平衡,返回舱的下降处于匀速状态。随着高度不断下降,返回舱会开伞减速,最后快到地面的时候启动发动机,平稳落地。

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东风着陆场着陆

东风着陆场地形多样,有沙漠、戈壁、山地,基本包括了大多数可能遇到的着陆地形。在此之前,东风着陆场一直作为四子王旗的备用着陆场。

之前神舟十二号第一次拿出来使用,即将归来的神舟十三号依然也是降落到东风着陆场。为了应对神舟十三号的返回,东风着陆场在近日展开了一场针对性演练。空中、地面分队新增配的搜救装备全程参与,确保最快时间到达返回舱降落地点。

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随着中国航天事业的不断发展,四子王旗着陆场已经让位于东风着陆场了。东风着陆场面积是四子王旗的十倍,这也就是意味着返回机会更多。在进入大气层时也就意味着,再入点不再是固定的了。

纵览今年的发射计划可谓是高频,高频次的发射也意味着高频次的返回。对于这样的常态化返航,对东风着陆场的搜集能力要求极高。

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在面积如此之大的东风着陆场,搜救人员如何第一时间到达返回舱降落地点,保障航天员的安全是关键。

现在东风着陆场的救援队已经做到了返回舱没到,救援人员已经就位的地步了。因为在降落过程中,对于返回舱的监测是实时的,基本可以判断它大概降落的区域。东风着陆场视野开阔,基本可以提前落位。

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重力再适应

回到地面上,我们经常可以看到航天员被抬着出来。这是因为长期在太空生活,人体的钙质丢失、肌肉萎缩导致的。

原本在太空,航天员处于微重力环境下,身体不必背负自身的大多数重量。可是到地球上,因为地球引力,航天员的双腿不得不承担自身的体重包括太空服的重量。

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刚到地球,航天员显然无法直立行走。过早的站立,反而会使航天员感到四肢沉重,甚至出现心慌、出汗的情况。严重者,可能会出现昏厥。

在航天员从太空回到地球后,第一个面对的就是医生,他们将面临医学询问和简单的检查。

在之后仍然会面临一个较长时间的消毒隔离乃至重力再适应。

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结语

期待神舟十三号圆满完成任务,英雄们早日回归。

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页面更新:2024-03-26

标签:神舟   东风   航天员   大气层   飞船   中国   太空   返回舱   地球   状态   技术

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