神舟十二号 白昼流星!神舟十二号22马赫高速再入,硬扛上千度高温灼烧( 四 )


白昼流星(神舟12号返回舱再入红外光学跟踪成像)
待返回舱下降至约35公里高度时黑障会自动消失 。
4.降落伞减速段;
再入段下降至15公里高度时返回舱此时基本不再减速 , 接下来就需要引入降落伞减速手段 。
当返回舱下降至距离地面10公里高度时着陆回收系统开始工作 , 首先是弹出伞舱盖拉出引导伞 , 作用是拉出减速伞(引导伞与减速伞都属于“锥形带条伞”) , 后者能将返回舱速度由200米/秒减速至90米/秒 , 为主伞工作创造速度条件 。
神舟12号返回舱降落伞拉出过程(红外光学成像)
主伞学名叫做环帆伞 , 面积大约有1200平方米 , 是国内目前应用的各类降落伞中面积最大的伞 。
降落伞面积与飞船着陆重量密切相关 , 1200平方米主伞承力能力是3吨 , 但如果是规模更大的返回舱它也是爱莫能助 , 而一味放大主伞面积同样不可行 , 这时候就需要由多个降落伞合力进行群伞减速 。 比如着陆重量达7吨级的新一代载人飞船返回舱目前正在测试的就是由四顶主伞组合的大型群伞 。
大型群伞缩比空投试验
当神舟十二号返回舱下降至约8000米高度时主伞拉出 , 它可以将返回舱减速至7米/秒 。
主伞张开后的可见光成像
完全充气张满的主伞先以单点吊挂形式拉着返回舱 , 此时返回舱呈倾斜姿态 , 当高度下降至6公里左右时返回舱防热大底抛离 , 进而露出底部的4台反推发动机 , 紧接着主伞改为两点对称吊挂 , 返回舱建立垂直下降姿态 , 为反推发动机工作创造条件 。
随后返回舱姿控动力系统进行钝化操作 , 将剩余推进剂泄出、贮箱与管路吹除 , 此举旨在为确保后续着陆过程的绝对安全 。
返回舱姿控动力钝化
5.着陆段 。
仅凭降落伞减速仍然不够 , 当返回舱下降至距离地面仅有1米高度时 , 高度计向缓冲减速发动机下达点火指令 , 随后返回舱以1至4米/秒速度着陆 , 此时再配合缓冲座椅就能够确保航天员安全着陆 。
反推发动机点火 , 返回舱着陆
空中视角看神舟12号返回舱着陆
不过 , 这种着陆方式对于返回舱的精密部件而言仍然是“有损着陆” , 因为钟形体外形返回舱与反推发动机都无法保障返回舱的着陆姿态 , 与地面撞击会对舱内设备构成一定程度的损伤 。
着陆后呈倾倒姿态的神舟12号返回舱
新一代载人飞船则完全不同 , 它应用的是基于气囊缓冲的无损着陆技术 , 着陆姿态不会因为失稳产生倾覆 , 舱内元器件保存完好 , 可以重复使用 。
新一代载人飞船试验船呈站立姿态着陆
返回舱着陆后航天员需要根据现地风力情况手动脱落主伞 , 并展开高频天线 , 同时信标机向搜索求援力量提供标位信息 。
航天员手动操作脱落主伞
与以往神舟飞船着陆四子王旗主着陆场不同 , 神舟十二号的着陆地点是临近东风航天城的东风着陆场 。 过去东风着陆场是载人航天工程的气象备份着陆场 , 而从此以后它将“由副转正” , 并且是今后唯一的载人航天着陆场 , 四子王旗着陆场将退出载人航天历史舞台 。
这是载人航天事业向纵深推进的客观需要 , 东风着陆场有一项核心优势就是面积足够广大 , 其2万平方公里场地是四子王旗着陆场2千平方公里的10倍 。
东风着陆场
进入空间站时代后 , 天宫空间站不会为了神舟飞船返回大幅调整轨道 , 因此神舟十二号改变了过去由单一轨道返回的设计 , 而要适应不同高度不同状态下的返回需求 , 面积广大的东风着陆场可以为此提供更为充分的保障条件 。
天宫空间站建成后的组合体形态
东风着陆场与四子王旗着陆场实际上是同步推进建设 , 此前之所以没有立足东风着陆场是因为沙漠环境是人类天地往返搜救的世界级难题 。 如今历经多年建设东风着陆场已经攻克了这项世界难题 , 空中与地面搜救力量协同可以实现2万平方公里着陆场任意位置的快速搜索救援 , 东风着陆场勇挑重担的背后也是载人航天工程实力跨代提升的一个缩影 。
神舟十二号返回任务也并非东风着陆场首次启用 , 五年前的多用途缩比返回舱以及去年的新一代载人飞船试验船返回舱皆着陆于东风着陆场 。
5年前着陆东风着陆场的多用途缩比返回舱
去年着陆东风着陆场的新一代载人飞船试验船返回舱
东风着陆场为迎接神舟十二号返回地球准备了严密的天地协同搜救网络 , 首先将神舟十二号着陆区划分为东区着陆场与西区着陆场 , 以西区为例 , 由外向内设置5道封锁线 , 地面有8支搜索队 , 装备有30多辆高机动救援车辆;空中有5架直升机 , 两个着陆区域都配置有规模相当的天地协同搜救力量 , 其目的就是要做到“舱落人到” 。

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