“为中国航天喝彩,为中国飞行员点赞!”
神舟十一号的两名航天员景海鹏、陈冬将在今天下午返回阔别一个多月的地球。
▲航天员打开舱门,报告状态良好。
在太空生活33天后,神舟十一号的两名航天员景海鹏、陈冬将在今天下午返回阔别一个多月的地球。
按计划,神舟十一号返回舱着陆在位于内蒙古四子王旗的主着陆场区。内蒙古四子王旗航天着陆场位于内蒙古中部草原,我国的神舟一号至神舟十号飞船,都在四子王旗主着陆场成功着陆。
航天员报告:神舟十一号报告,已顺利返回,感觉良好。载人航天工程指挥中心和北京航天飞控中心纷纷祝贺神舟十一号飞船凯旋!
今天主着陆场地面风力在4级左右,气温10摄氏度。
▲完整视频
今天,神舟十一号飞船告别天宫二号后返回了地球的怀抱,结束了它为期33天的太空之旅。那么,神舟十一号飞船怎样返回地球呢?可不是“转身往回走”这么简单。
制动离轨段:太空“刹车”不简单
飞船返回前,要先调整好姿态,做好准备。首先,飞船沿水平方向逆时针转动90°,变为横向飞行,这时轨道舱在前、返回舱居中、推进舱在后。然后,轨道舱与返回舱分离,此时飞船是推进舱和返回舱的组合体,而轨道舱继续留在太空飞行。
两舱组合体再次逆时针转动90°,也就是原飞行状态的逆向状态,即推进舱在前、返回舱在后,但此时的飞行方向不变。同时,调整俯仰角达到制动要求,为“刹车”做准备。
推进舱的发动机点火,产生与飞船飞行方向相反的作用力,开始“刹车”。飞船的飞行速度会随之逐渐降低并脱离原来的轨道,进入返回轨道,踏上回家路。
自由下降段:“自由”非自由
飞船踏上返回轨道后,并不是立即进入大气层的。由于这时受到的空气阻力很小,在地心引力的作用下,飞船自由下降,飞向地球。然而,这里的自由并不是真的“自由”。
在这个阶段,飞船的推进舱首先要与返回舱分离,随后返回舱要建立再入姿态。那么,飞船如何不自由呢?
不说飞船推进舱分离后进入大气层将烧毁,返回舱建立再入姿态可是精细活。先解释一下“建立再入姿态”,是指返回舱飞向地球时,它的速度方向与落区地面水平面形成的角度要精确的控制在一定的范围内,而飞船要配合这个角度建立它的飞行姿态。为什么要这样做呢?
如果再入姿态角角度太小,飞船会从大气层边缘擦过,飞向深空,不能返回地球。反其道而行之,过大角度返回又会因为返回速度太快,返回舱将像推进舱一样烧毁在大气层中。毕竟返回舱上的烧蚀材料是有限的。
再入段:“家门”不好进
进入大气层后,飞船开始承受气动加热和再入过载,到回收着陆系统开始工作的这段时间,成为飞船再入段,是返回过程中环境最恶劣的阶段。
再入过程中,飞船高度逐渐降低,而周围空气密度逐渐增大,使得飞船返回舱与空气的摩擦越来越剧烈,底部温度竟高达数千摄氏度。如此高温,尽管返回舱采取特殊的防热措施,能够充分保证返回舱内航天员景海鹏、陈冬以及他们所携带的仪器、实验材料等等的安全,从外观上看,返回舱仍被火焰包裹。
当返回舱下降到一定高度,它将进入无线电“黑障区”。也就是飞船返回舱接收不到地面发送的无线电信号,而地面也接收不到返回舱的无线电信号。这个阶段,就需要航天员们按照飞船显示的数据来控制返回舱的飞行。
当返回舱过载达到规定指标并处于航天员能够承受的范围内时,飞船返回舱开启升力控制。通过升力控制,返回舱能够确定落点位置并在预定着陆场着陆。
着陆段:返回舱也“跳伞”
返回舱打开降落伞到着陆的过程称为着陆段,是飞船返回的最后一个阶段。为什么需要使用降落伞呢?气动阻力不是很大吗?
随着高度的降低以及气动阻力的影响,返回舱受到的气动阻力与地球引力趋于平衡。然而,这时返回舱仍以大约200米/秒的速度匀速冲向地面,如果不减速,后果不堪设想。
在距地面10千米左右的高度,返回舱的回收着陆系统开始工作。为了降低返回舱的速度,回收着陆系统先后拉开三层降落伞。先是引导伞,然后是减速伞,最后是主伞,这样,能够使返回舱的速度逐渐下降,保证返回舱以及舱内的航天员的安全。
同时,返回舱抛掉防热大底,并在距离地面1米左右时启动反推发动机,实现返回舱地面软着陆,最大程度的减小危险因素,保证航天员的安全。
启动反推发动机示意图
除了主降落伞系统外,返回舱还装有面积稍小于主降落伞系统的备份降落伞系统。这样,主降落伞系统出现问题时,备份降落伞系统会在规定高度应急启动,保证返回舱安全着陆。
看惯的飞船返回过程不简单吧。今天下午14时07分左右,神舟十一号飞船返回舱在内蒙古中部预定区域成功着陆,航天员景海鹏、陈冬身体状态良好,声音洪亮地向地面人员打招呼。他们连续在太空生活33天,创造了中国航天员太空驻留时间的新纪录。
来源:中国航天科普
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