神舟十三号即将回家,整个过程的难度到底有多大?看完让人心疼


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距离神舟十三号返回的时间越来越近 , 三名在太空停留长达6个月的航天员 , 也将重返地面 。
相信很多人都期待着这一幕 , 对航天员的太空生活充满好奇 , 也对返回过程各种黑科技 , 会感到无比的骄傲 。

对大多数人而言 , 当我们坐在电视机前观看返回直播时 , 感觉整个返回过程有条不紊 , 似乎十分简单 , 但事实并非如此 。
俗话说 , 外行看热闹 , 内行看门道 。 当我们真正弄清楚航天器返回地球的难度之后 , 不难发现 , 整个返回过程的难度 , 可能超乎我们的想象 。

要知道 , 航天器返回地球的整个过程 , 都需要精密的计算和充分的准备 , 哪怕是出很小的一点问题 , 也有可能会酿成悲剧 。
2003年 , 哥伦比亚号航天飞机按计划返回地球 , 6名航天员在接到返回指令后 , 提前做好了充足准备 , 一切看起来都很顺利 。
然而 , 谁也没想到 , 在返回途中 , 哥伦比亚号航天飞机外部燃料箱的一块隔热泡沫材料发生脱落 。

脱落的材料面积并不大 , 但这块材料在脱落之后 , 由于惯性的作用 , 却击中了位于后侧的航天飞机机翼 。
地面的工作人员还没来得及反应 , 由于脱落的材料碎片对机翼造成损伤 , 很快就导致航天飞机的热防护系统失效 , 紧接着 , 整架航天飞机直接在空中解体 。

不得不说 , 航天器返回对技术、管理和人员的要求都很好 , 稍有不慎 , 就可能酿成悲剧 。
对神舟十三号而言 , 返回的过程同样复杂 , 而且困难重重 , 这些都需要航天科技人员通过技术手段提前解决 。

神舟十三号返回前 , 航天员就需要开始进行准备 , 一方面要调试和整理空间站的设备 , 确保设备正常也下一批航天员可以顺利使用;另一方面 , 也要进行返回前的各项检查 。
由于返回舱和空间在在太空运行时 , 是一个组合体 , 因此空间站需要通过多次的变轨和姿态调整 , 将返回舱带入返回轨道 。

这个过程需要十分精确的计算 , 并且提前进行模拟 , 确保返回舱与空间站分离后 , 能进入正确的返回轨道 , 同时还要保证空间站分离后 , 能重新返回飞行轨道 。
倘若计算出现偏差 , 就很可能导致返回舱被抛出地球 , 或者由于轨道角度不对 , 让返回舱的速度过快 , 超出返回舱的承载极限 。
返回舱与空间站分离后 , 接下来要面临的最大挑战 , 就是穿越大气层 。 当返回舱位于距离地面100公里左右时 , 会经过卡门线 , 也就是太空界定的最低高度 。

从卡门线通过后 , 返回舱就正式开始穿越大气层 , 此时的速度接近第一宇宙速度 , 由于空气变得越来越稠密 , 摩擦力会快速上升 。 返回舱外部的温度 , 往往能达到2000摄氏度左右 。

这样的温度 , 普通金属几秒钟就会融化 , 因此返回舱的外层 , 涂有专门的隔热材料 , 用来维持舱内的温度 。
不过 , 这还只是返回舱经历考验的开始 , 接下来 , 返回舱会遇到一个更具挑战的因素 。 由于返回舱接近7.9km/s的高速运动 , 会让返回舱逐渐被空气产生的等离子体所包围 。

这层等离子体本身不会对返回舱的构件造成破坏 , 却有很强的电磁屏蔽能力 。 这意味着 , 返回舱无法与地面进行沟通 , 通讯会被中断 。
当返回舱下降到距离地面80-25km的期间 , 等离子体的电磁屏蔽影响开始凸显 , 航天员与地面的联系会暂时中断 , 这也就是我们常说的“黑障区” 。

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