神舟十三号快速返回:将比神十二缩短20小时!到底是什么新技术?

2021年10月16日,神州十三号载人火箭在酒泉顺利发射。王亚平、翟志刚、叶光富三位航天英雄身在其中。如今,这次航天行动已经基本完成了太空任务,剩下的时间主要一些整理和善后工作,也包括收拾一下空间站的环境,给下次来空间站工作的航天工作者们一个舒适的环境。

截至目前,我们还不知道三位航天员到底什么时候才能着陆。不过值得一提的就是,神舟十三号使用了黑科技,在降落时间上,神舟十三号要比神州十二号少20个小时,那么神舟十三号为什么可以做到用如此快的速度进行安全降落?这背后有什么新的技术呢?

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神舟十三号快速返回:将比神十二缩短20小时!到底是什么新技术?

一、载人航天飞船降落原理

为了可以让各位读者理解后面的内容,我们首先就要简单说一下航天飞船的主要降落原理。

对于太空中的很多运动都是圆周运动,飞到太空之中的空间站也好,载人航天器也好,其实也不是直接向上飞就可以冲出地球的,这中间需要航天器做圆心和半径逐渐变化的运动,逐渐加速到第一宇宙速度,此时此刻航天器才可以成为地球的卫星,进入太空之中。

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所以对于载人航天器的返回过程来说,也并不是瞄准一个着陆的地方直接飞过去就可以的。降落的过程也是需要不断的在太空中进行圆周运动,改变航天器的姿态。当航天器的姿态被调整为推进舱在前,轨道舱在后的状态,而航天员所在的返回舱就在两者中间,其实轨道舱和推进舱就是两个不同用处的航天器动力装置,不管是起飞还是回归,没有这两个工作舱的帮助是做不到的。

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在距离地球高度差不多400千米的时候,姿态调整完毕,随后轨道

舱就行脱离,继续调整飞船的俯仰角,让接下来“制动”的工作效率达到最高。俯仰角调整完了之后,这个时候直接看过来,飞行器应该不是正对地球的。

随后推进舱自动点火开始工作,推进的方向和航天器运动方向相反以此来达到减速的目的,这之后,原本在地球外面进行圆周运动的飞行器会因为速度降低,被地球的引力吸引,圆周运动的半径越来越小。这个过程让航天器的飞行速度越来越低,从而脱离原来的运行轨道。

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当飞行高度降低到距离地表145千米的时候,飞行棋再次调整姿态,返回舱和推进舱分离,这个时候就不需要再做圆周运动了。经过大气层的高温之后,此时返回舱距离地表10千米,多个功能不同的降落伞轮番打开进行减速。下降到1到2米的时候,反推发动机自动点火,最终成功落地。

从这个过程来看,其实飞船降落并不是一个很快的事情,尤其是在减速过程。那么神舟十三号又有什么特别之处呢?

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二、神舟十三号的黑科技

神舟十二号当年返回地球的时候,从脱离空间站开始,减速过程用了27个小时,绕地球18圈,返回舱脱离后到落地用了49分钟,一共用了28.3个小时成功降落。

而现在的神舟十三号只会绕地球5圈,计算用时差不多7.5个小时,降落过程原理是一样的,所以返回舱从脱离到落地也是用49分钟,加在一起约有8.3个小时,这说明神舟十三号的降落时间要比神州十二号的降落时间整整少了20个小时,神州十三号有什么黑科技呢?

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其实要想加快降落速度,最重要的就是要让飞船在一定程度上尽快减速,这就需要推进舱的动力足够大。除此之外,还有一个比较重要的点,那就是推进舱的点火速度要快,这两个问题解决了,飞船的降落速度就可以提前。

神舟十三号搭载的新“黑科技”就是解决这个两个问题的,它的名字也非常直白,就叫做“快速返回系统”,通过各种系统协同作战,调节飞船推进舱的工作,让飞船的点火速度更快,减速效率更高,飞船的降落也就快了起来。

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那么为什么这样做呢?这其实也算是航天器科研中的知道重要问题。以现在的角度来看,航天器的降落可以在一定程度上保护三位航天员的安全;如果把目光放长远开看,这也算是我国航天器事业的一个重大进步,在这些科研成果的摸索过程中,也可以完善我国对航天器的研究,为以后真正的“星际旅行”等工作进行了铺垫。

最后祝三位航天英雄可以安全抵达地表,为我国这个阶段的最后一次航天工作画上一个完美的句号。

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页面更新:2024-05-01

标签:神舟   圆周运动   航天器   空间站   飞船   航天   新技术   地球   速度   过程   快速   小时   工作

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