神15发射: 为何有两个禁航区? 倾角变化: 神15飞船或采用新对接程序( 二 )



天宫空间站的轨道的近地点高度: 387 km , 远地点高度: 395 km , 轨道倾角为41.4780° , 酒泉卫星发射场纬度为40.98° , 只能向东南发射绕地心运动的轨道才能更接近天宫空间站的轨道以便准备对接 , 因此向东南方向发射也就成了必然选择了 。
警告区为什么会出现两个:第二个到底是干什么用的?
上文已经说明了长条带状区域是发射时火箭助推器、一级火箭等坠落等区域 , 既然这些火箭部件都已经坠落到了酒泉东南一带 , 为何还会在南方再开辟一块航空警告区呢 , 这又是干啥用的?

这块区域是作为紧急着陆区使用的 , 火箭发射么 , 总会有考虑各种预案 , 而紧急着陆区当然也在考虑范围之内 , 那么问题来了 , 既然是紧急着陆 , 为什么要考虑安排到距离发射轨迹星下点那么远的地方呢?
紧急着陆:至少有两种方式
载人飞船和货运飞船不仅在设计安全上差别非常大 , 在发射过程中的程序操作也不一样 , 不如在天舟货运飞船中不存在什么逃逸火箭 , 但在神舟飞船发射时火箭顶部就必定会有一枚逃逸火箭 , 也有称为逃逸塔的 , 但两者基本是同一个意思 。

发射时出险紧急着陆
逃逸火箭就是装在火箭顶部那个小火箭 , 共配备6台发动机 , 分别是1台逃逸主发动机、1台分离发动机和4台控制发动机 , 其作用时间是火箭点火前15分钟、起飞后120秒范围内 , 之后逃逸火箭抛弃 。

航天员在飞船中就位后 , 发射塔架已经打开 , 火箭与外界通道封闭 , 此时火箭一旦发生燃料贮箱泄露或箭体起火甚至爆炸危险时逃逸火箭就会启动 , 将飞船如旱地拔葱一般送到高空再打开降落伞降落 。

如果在起飞途中(120秒前)火箭发生故障或者爆炸 , 那么逃逸火箭会立即启动 , 此时火箭正在急剧加速 , 因此逃逸火箭必须带着飞船以更快的速度分离 , 而且为了在燃料耗尽后被火箭追上 , 飞船外部还有栅格舵在稠密大气的气动作用下改变轨迹至少远离1500米以上后再执行分离与开伞动作 , 为的就是确保安全 。

CZ-2F火箭的逃逸塔和栅格舵从来没使用过 , 这不是浪费 , 而是CZ-2F的可靠!不过逃逸火箭可是非常有用的 , 联盟-10任务就是逃逸塔紧急逃生的一次著名的案例:

联盟号助推器分离瞬间2018年10月11日14时40分(协调世界时(UTC)8时40分) , 联盟MS-10飞船从哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场升空 , 由于助推器的一个连接球形关节变形没有正常分离 , 导致火箭出现严重故障 , 此时联盟号火箭已经到了距离地面50千米的高空 。

逃逸火箭立即启动 , 带着飞船从50千米的高度上升到了90千米(还有火箭加速后的惯性) ,  并在火箭发射19分41秒后安全着陆 , UTC时间8点55分 , 搜救小组出发 , 在距离火箭发射点距离402公里、哈萨克斯坦杰兹卡兹甘市以东约20公里处找到了载有两名宇航员的飞船 。
入轨不成功或者意外紧急返回
上文已经说明了飞船发射过程中失败紧急着陆方式 , 另外还有发射为入轨的紧急着陆方式 , 一般不会离发射场太远 , 如联盟-M10是在距离发射场402千米的位置着陆的 。 我国也在黄海设置了紧急着陆区 。

另外还有一个则是入轨后状态不佳需要紧急返回 , 一般这个着陆区会设置一圈后星下点位于中国的区域 , 原因很简单 , 方便搜救 , 虽然现代飞船在地球任何位置都能安全返回 , 但有技术力量快速搜救一定是最佳选择 。

那么如果在轨状态不佳需要紧急返回 , 一般就会安排在第一圈离轨落地 , 按返回的角度与轨迹要求 , 需要在1.2~1.3万千米外就开始减速离轨 , 也就是在大西洋中部时候就要减速 , 轨迹的末端就是第二圈的星下点 。

神舟飞船大约一个半小时绕地球一圈 , 每圈的星下点相隔大约2500千米 , 华西南地区大约北纬30度左右 , 倾角42度左右 , 因此与发射轨迹相差了大约800多千米(倾角越大、纬度越高 , 星下点位置相距越近 , 假如是90°倾角 , 在北极点上 , 每圈每次星下点几乎都重叠) 。

此时的紧急返回着陆与正常状态返回没有两样 , 只是着陆区不再是四子王旗 , 也不是东风着陆场 , 而是华西南地区的紧急着陆场 。
倾角变化: 飞船或采用新对接程序神舟15号与神舟14相比 , 发射轨迹向南调整了2°左右 , 与酒泉卫星发射中心的纬度对应起来看 , 这个调整直接在发射轨迹上与天宫空间站的42.5°更接近 , 因此坊间都怀疑 , 神舟十五可能会采用天舟五号货运飞船的快速对接模式 。

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