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前言2024 年 11 月 4 日的凌晨,漆黑的夜空中陡然划过一道绚丽至极的光芒,神舟十八号飞船以一种震撼人心的姿态成功返回地球。
信息来源:新华社11月4日发文:《神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆》
六个月前它与三名宇航员,在全国人民的期待中发射升空,全世界的目光都聚焦在神十八身上。
此次返回亦是万众瞩目,然后很多人发现返回舱着陆的瞬间,底部火光熊熊,还激起地面滚滚浓烟。
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这场景着实把人吓了一跳,难不成出现了什么意外?舱内的宇航员是否还安全?
对此情况直播间有人评论问道:怎么美国飞船返航的时候没有这么大的烟?
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难道是由于美国在返回舱着陆的技术层面,大幅领先于中国吗?其实问题并不是表面这么简单!
返回过程有多恐怖在神舟十八号的返回舱环绕地球飞行时,飞船的速度难以想象的快,将近八公里每秒!
这相当于一小时飞两万八千公里,世界上最快的车和它比起来简直像乌龟一样。
既然想让三名宇航员安全的到家,那落地的时候就要让速度控制在人体能承受的范围内,越慢越好。
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这个过程想想就知道难度有多高,一旦失误后果不堪设想。
在飞船脱离空间站之后,会继续飞行一段时间,在此期间飞船需要多次调整姿态,各个舱段也会按照既定程序有序分离。
当飞船距地面的高度抵达预定数值,返回舱便会与推进舱分离。
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返回舱会带着宇航员继续前进,俯冲进入地球的大气层,而推进舱会单独留在太空。
真正危险的阶段就是返回层进入大气层之后的这一段,是很多国家无法完成载人航天的重要原因。
进入了大气层以后就要考虑空气摩擦了,此时返回舱的温度会陡然升高,部分区域的温度甚至高达 1000多度,这个温度能瞬间融化掉很多金属。
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咱们中国的第二位女航天员王亚平以前就描述过:坐飞船返航时感觉自己被一个超级高温的大炉子紧紧包围,透过飞船的舷窗,能看到外部炽热无比,还能听到噼里啪啦的声响。
这就是为什么许多国家虽然可以发射卫星,但仅有寥寥几国能够顺利发射载人飞船的原因,通俗点讲就是上得去下不来 。
经过空气阻力的作用以后,返回舱的速度虽然会变慢很多,但离航天员安全着陆还早着呢。
神十八着陆为何浓烟四起?在距离地面大概10000米的时候,返回舱会打开提前准备好的降落伞,这个降落伞面积足足有1200 平方米,给返回舱提供超大的风阻。
降落伞顺利打开以后,返回舱的速度会大幅度降低,可以说它才是返回舱能安全着陆的第一道保险栓。
此外,神舟载人飞船在伞降过程中还有一个关键步骤,需要底部的反推发动机把速度进一步降低,这就需要返回舱把底部的隔热大底和防热大底抛出去。
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有人说既然之后要扔掉,怎么不一开始就不配备这两个东西呢?
这样想可就大错特错了,这两个隔热的设备是非常有必要的,他主要是用来保护反推器和一些别的设备不受到高温的损害。
因为进入大气层以后,摩擦力最大的当属返回舱的正下方,如果不添加隔热装置的话反推器的温度可能会导致它损坏甚至融化。
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而如果在穿过高温灼烧后底部大底无法抛掉,反推发动机可能就无法正常运行,着陆瞬间的冲击力也会变得非常大。
反推器相当于第二道保险栓,由于降落伞的作用有限,无法把返回舱的速度降低到更平稳的状态。
所以当返回舱离地面还有一两米的时候,底部的 4 台反推发动机会大显神威,直接把速度降到 1 - 2 米每秒,让舱内的宇航员几乎感受不到冲击力。
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反推发动机启动的之后,底部火光四溢,是反推器的推力把地上的烟尘给吹起来了,看起来像是返回舱砸的一样。
再来看看美国的降落方法,他们与我国不同,美国飞船比较喜欢在降落在水面上。
美国飞船着陆技术先进?图片来源于网络
因为美国飞船降落在水面上,海水可直接发挥缓冲的效果,所以他们的返回舱底部没有装反推发动机,着陆时也就不会有火光四溅、烟尘滚滚的景象。
要是美国飞船降落在地面的话,也是需要进行反推器提供缓冲的,但是因为这个技术难度太大,所以他们没有采取。
这难度有多大可能很多人并不清楚,这 4 台反推发动机必须在距离地面 1 米时,在 一刹那同时点火,而且还要保证四台发动机的推力完全一致。
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点火的偏差对精度的要求极高,达到毫米级水平,如果有某个反推器的力量大了一丝丝,就可能会让飞船发生侧翻,影响航天员的生命安全。
所以陆地降落更要考验技术的精细度,从这个角度上来讲,我国载人飞船的降落技术是要胜过美国不少的。
看到此处有人不禁产生了一个疑问,为什么不能让返回舱像飞机一样降落呢?这岂不是比反推器更稳当?
货运航天飞机正在研发中图片来源新京报
其实在航天史上,曾经确实有过一种载人航天器能像飞机一样滑翔着降落,那就是航天飞机。
然而,航天飞机已经因为种种原因不再被使用了,我们正在积极研制新型的昊龙货运航天飞机。
在十月底的航天发布会中,众人目光聚焦于载人月球车。殊不知,我们的技术人员还公布了货运航天器的发展情况,就是大名鼎鼎的昊龙货运航天飞机。
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这款货运航天飞机在最开始构想的时候,考虑的主要目标就是能否循环利用。其次就是能否实现平稳落地,因此它的机翼硕大,能有效提升降落的平稳性。
他如果能投入使用,会大大降低中国空间站的货物运输成本。
发射的时候用火箭,返回的时候像客运飞机一样从高空滑翔到低空,在地面水平着陆,而且能反复用。
由于是在机场跑道上着陆,而且是平缓着陆,速度完全不会达到需要使用反推器的地步,到时候就没有烟尘和火光了。
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这些技术在未来的某一天一定可以看到,能有这些研究方向,离不开一步步的技术积累,像这次神舟十八号的成功返航,无疑彰显了我国航天技术的领先地位。
这次着落像是一个里程碑一样,标志着我国航天事业的又一个进步,而昊龙货运航天飞机的研制,就是下一段征程。
尽管我们发射各类卫星、火箭与载人飞船日益频繁,很多人觉得已经成家常便饭了似的,然而对世界上大多数国家而言,这仍是难以企及的梦想。
我们这代人能够见证中国航天从一穷二白到世界顶级,实属幸运。