回家咯!这不,神舟十四号经过半年多的太空生活后,终于要返回地球了。
(资料图片仅供参考)
这次会跟之前的神舟十三号一样,采用快速返回技术,只需要围绕着地球飞行5圈左右即可返回,时间缩短到了9个小时。
过去,神舟十二号载人飞船返回,需要围绕着地球转18圈,每圈用时大约1.5个小时,总共27个小时,而现在返回时间减少了很多。
那么,这究竟是怎样的新技术?它到底是如何实现的?
飞船返回不是简简单单从空间站脱离,然后奔向地球,里面的流程复杂着呢。
比如神舟14号飞船,它是三舱结构,分别是:轨道舱,返回舱和推进舱,在返回阶段3名航天员会乘坐在返回舱里。
当要返回时,飞船会首先脱离空间站,然后开始绕地飞行。过去载人飞船要绕地球十几圈才可以,为什么需要那么久?
简单来说是在选择合适的角度进入大气层,再加上很多返回工作都是串行的,做完一件再做下一件,并且返回地面还要提前预定时间和瞄准点。
我们知道神舟飞船和空间站都是在绕地球飞行,初始是在距离地球400公里高的轨道上绕地球飞行,其实我们的轨道面就是在空间中,它是不动的,而地球自转一周。
因此当地球自转到着陆场,要经过飞船和空间站所处的轨道面的时候,飞船才可以返回,并最终降落在最佳的着陆场。
但这样一顿操作下,无疑增加了许多时间,对航天员来说也增大了难受感。
毕竟飞船的空间十分狭小,只够装下三个人,而且里面还可能会塞一些物资和材料,航天员要在这样的环境下坐二十多个小时,甚至连转个身都很困难。
这就好比开车,你连续开20个小时都不休息,屁股肯定受不了。
因此我们的工程师们,为了提升航天员的舒适性和效率,就想各种办法进行大量的优化,于是就诞生了快速返回技术。
比如过去的任务是串行的,比较耗时,那么就改成并行,将相关返回程序提前设定、安排好,这样可以压缩相应的操作时间。
之前需要等地面安排好才可以返回,那么就把飞船进行动态化调整,让它能够动态适应。
比如系统会利用空间站组合体飞行期间的轨道数据,叠加考虑各种轨道干扰因素,精准预测飞船分离后的轨道。
只要星下点轨迹(地球中心与卫星的连线在地球表面上的交点)在一定范围内,随时都可返回,这样就大大减少了飞船在轨飞行的圈次。
返回前,由推进舱轨控发动机实施制动,降低轨道能量和轨道高度,确保飞船再入大气层;返回舱特定的气动外形,在进入大气层后依靠空气动力产生的阻力和升力减速。
返回舱运动至距地面附近时打开降落伞,进一步降低速度;着陆瞬间开启返回舱底部的着陆缓冲发动机,最终将落地速度降低到一定范围内。
不仅仅对航天员来说,快速返回是非常不错的选择,对带回来的实验标本来说更是如此。
要知道,我们在太空中呆了半年多,也做了许多实验,这些实验成果肯定要尽快返回地球,不然时间长了,容易导致实验结果不准确。
但这样一来,地面的准备方面就要更加快速。
在以往的飞船返回模式下,着陆回收工作容易布置,而在快速返回的情况下,对着陆场系统的快速反应能力提出了更高要求,要应对可能出现的各种情况。
比如我们的神舟飞船返回的时候,采用半弹道方式,也就是在返回的过程中,它的这个舱体本来是一个对称的像一个钟的形状,但是它会倾斜。
一倾斜就会产生一定的升力,当升力达到一定程度后,返回路径就会加长,这样的话,航天员只需要承受3到4个G的过载就可以了。
但对离轨,也就是原来从初始轨道离开的这个点,就提出了很高的要求。
过去我们的主着陆场是在四子王旗,飞船想要安全着陆,必须飞到南非附近的印度洋海域,再进行制动,然后慢慢的下降高度,再经过印度洋的西海岸,最后从巴基斯坦入境,最后落下来。
而现在呢,我们改到了东风主着陆场,整个位置向西偏移了大概是一两千公里。
虽然距离远了点,离轨还是在南非附近,但比之前可是更靠西一点,从这个位置制动以后,降低高度,进入大气层,最后就能快速的返回地球。
那是不是说以后神舟飞船,都会降落在东风主着陆场?
根据官方提供的材料,确实是这样的。主要有这么两方面的原因,首先就是安全的考虑。
之前四子王旗着陆场,人口没有那么密,可以作为着陆场,但这几年当地的人口越来越多,再当着陆场就不太合适了。
而反观东风着陆场,它周围都是戈壁滩,人烟稀少,飞船降落下来也更好寻找。
再者就是随着未来神舟飞船发射的常态化,动不动要在太空要待上半年,返回的时候高度变化就会比较大。
那么对于地面上的着陆点来说,最好离酒泉发射中心比较近才是最好的,而东风着陆场正好满足了这一要求。
再加上发射中心里面有非常多的配套设施,比如说搜索团队、车辆、物资保障等等,对飞船降落来说也更加方便,能够做到船到、人到、设备到。
在极短的时间内,就能够处理突发的情况,紧急待命的能力非常强,这对于中国航天来说也是非常重要的。
讲真哦,载人飞船返回技术是建设空间站的关键和必备技术,关乎着任务的成败和航天员的生命安全。
如何更加高效更加安全的返回,对于全球有航天载人能力的国家来说,都是比较重要的事情。
而神舟十四号这次快速返回技术的应用,无疑向世界体现了中国在航天领域上的技术越来越成熟,而这背后,是一代又一代航天人连续奋斗、不断探索的结果。
嗯,我们有了这么好的基础,再不断优化迭代,未来航天强国的梦想也不再是遥不可及,至少,我们一直在进步!