神舟十三号已成功着陆!为何飞船返回时剧烈燃烧,升空时不会?( 二 )



嫦娥五号返回舱燃烧概念图
大气层中还存在各种电离子 , 这样的摩擦还会干扰电磁波 , 影响返回舱与指挥室的通讯 , 造成失联 。
从80公里到35公里的这片区域内 , 被称为黑色障碍区 , 宇航员处于一个无信息的状态 , 完全得凭借自己的经验处理 。
虽然进入大气层之后有空气阻力 , 但是这本质上仍然是落体运动 , 如果不人工减速 , 可能会直接把地面砸一个坑 。

返回舱的平稳着陆测试
因此在距离地面差不多10公里的时候 , 返回舱需要打开降落伞 , 这里的降落伞有三个 , 开伞顺序分别是引导伞、减速伞和主伞 。
主伞就是我们常见的那个巨大无比的降落伞 , 与空气的接触面积足足有1000多平方米 。
但是它不能突然打开 , 不然速度减少得太厉害 , 会让舱内的宇航员出现身体不适的情况 , 对宇航员的心脏不好 , 并且以这个时候的下落速度 , 贸然打开会让伞面受到巨大的空气冲击 , 材料承受不起 。

环帆伞:“镂空”让气流通过维持稳定 , 阻力面兜住气流减速
所以使用一个引导伞 , 一是为了调整好返回舱的姿势 , 尽量让底面着地 , 二是为了做一个准备 。
之后打开减速伞 , 它的作用就是减速 , 因为它和引导伞面积都不大 , 因此打开没多久就不用了 , 当速度降到一定程度时 , 才打开巨大的主伞 , 让返回舱缓慢降落 。
当返回舱落地后的一瞬间 , 连接的伞绳立马自主切断 , 这是为了防止风吹得降落伞拖动返回舱在地上滚动 , 给宇航员造成伤害 。

神舟十二号返回舱着陆时及时切断了降落伞
至此 , 宇航员们才平安返回地球!
在返回的过程中会遇到哪些危险?这样惊心动魄的返回之旅 , 也存在着很多危险因素 。
历史上的哥伦比亚航天飞机 , 在返回之前掉了一块零件 , 最后导致整个航天飞机解体 , 7名航天员在里面瞬间被高温蒸发了 。

哥伦比亚号不幸遇难的七名航天员
前苏联的联盟11号 , 在返回过程中压力阀掉落 , 3名宇航员直接被暴露在了太空环境中 , 舱内气压瞬间变为0 , 宇航员直接窒息 , 体液沸腾 , 最终遇难 。

三名罹难宇航员
由于进入大气层那一瞬间的速度实在是太快了 , 巨大的摩擦会让返回舱外表的温度上升到1000摄氏度以上 , 如果材料和制作工艺不过关 , 回来的过程中就会因为一点点小问题 , 酿成亿点点的错误 。
飞船毁了还可以再造 , 可是宇航员没有了 , 那是整个人类的损失 , 培养一名宇航员并不容易 。

嫦娥五号返回舱也是一个“碳球”
此外 , 返回舱不一定降落在指定的位置 , 比如我国常用的降落点是内蒙古的四王子旗 , 但是也不能保证它每次都能准确降落 。
所以在宇航员平时还需要学习如何处理突发情况 , 比如降落在了海上 , 或者计划之外的地方 。 因此返回舱内配备有求救物品 , 如信号弹、救生衣等 。
就算已经平安落地 , 可是返回舱依旧在工作 , 它必须及时平衡舱内与舱外的气压 , 让宇航员快速适应地面的环境 , 同时也能为之后打开舱门做准备 。
如果这个时候返回舱罢工了 , 宇航员们穿着的宇航服就能起到继续保护的效果 。 这是当初那3位牺牲在太空的宇航员提供的教训 。

我国宇航服的气压为40千帕左右 , 相当于海拔7千米的气压
所以说 , 即使落地 , 宇航员们依然还面临着挑战 , 既然这个返回方式这么危险 , 为什么不换一种方法呢?
为什么不换一种方式?为什么不在进入大气层之后反向加速 , 让返回舱的速度降下来?这样的摩擦就不会太大 , 也就不会出现整个返回舱被火烧、火烤的事情 。

神舟十三号重量超过8吨 , 运载量都是经过精密计算的
其实这样的方法的确有效 , 可是太费燃料 , 本来在返回的时候所剩的燃料就不多了 , 并且这样的成本还更高 , 需要额外提供能量 , 传统的返回方式只需要借助地球的引力即可 。
要知道飞船携带的物品必须严格计算 , 如果要用反向加速的方式降落 , 就必须额外携带燃料 , 增加了飞船的负担 。
因此想要立马放弃这种返回模式 , 现在来说还不太可能 , 它依然是航空航天的主流 。
不过这也不代表人类会安于现状 , 未来一定会出现更安全的降落 , 至少不会每次都经历黑色障碍区 , 返回舱也不用被烧成这样 , 说不定还能重复使用 , 节约每次的成本 。

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