从1500到-15,神舟十四号飞船返回地球如何闯“十关”?( 二 )


在大约145公里高度时 , 神舟十四号飞船返回舱就会与推进舱分离 , 启动返回舱上的姿态发动机调整飞船姿态 , 将再入攻角控制在1.5°~1.7°范围 。

推进舱与返回舱分离
第六关:进入黑障区
尽管有推进舱耗尽全部能量“踩刹车” , 飞船进入大气层的速度依然在7.6公里/秒左右 。 以23马赫的高速度与空气摩擦 , 飞船表面会发热 , 事实上所有载人飞船都是通过把势能转化为热能的方式来减速 , 从而把航天员安全送回地面的 。
空气分子猛烈撞击飞船底部 , 推着飞船减速 。 飞船表面的温度越来越高 , 在大约80公里高度时 , 飞船底部表面温度上升到大约1500℃ 。

飞船防热大底
很少有材料能长时间在如此高温下保持足够的强度 , 为此航天科学家们开发出了一种高温烧蚀材料 , 用这种蜂窝状的材料制成一个“防热大底” , 它像一个盾牌 , 通过不断燃烧自己把热量带走 , 从而保护后方的飞船 。
剧烈燃烧的高温会让分子电离 , 由此产生一个包裹着飞船的等离子体“壳” , 这个壳隔绝了电磁波 , 因此当飞船进入大气层后就无法与地面联系 , 没有人知道飞船里边发生了什么 。 4~6分钟后飞船下降到40公里高度 , 它的速度降了下来 , 外壳等离子体减弱 , 通讯才能恢复 。 科学家们将飞船失去通讯的这个区域称为“黑障区” 。
第七关:开伞
飞船下降到大约10公里高度时 , 它的飞行速度降到200米/秒 。 这时候需要打开降落伞进一步减速 , 否则飞船将以大约90米/秒的速度撞击地面 , 危及航天员的生命 。

降落伞开伞
安全打开降落伞是飞船成功着陆的关键 , 飞舱会首先释放引导伞 , 由引导伞拉出减速伞 , 将速度降到60~70米/秒 , 在8公里高度抛掉减速伞打开巨大的主伞 , 进一步将下降速度控制在5~6米/秒 。
主降落伞成功打开之后 , 飞船会把多余的燃料排放出去 , 避免偏二甲肼燃料对航天员和地面搜救人员造成伤害 。
第八关:着陆准备
航天员在轨工作半年之后可能存在骨丢失的情况 , 骨质酥松 , 5米/秒的冲击速度依然可能对航天员造成伤害 , 因此飞船在着陆前需要做一些准备工作:抛掉此前立下大功的防热大底 , 将飞船底部缓冲发动机喷口露出来;升高航天员座椅 , 增加缓冲距离 , 使航天员受到的冲击降到最低 。
第九关:着陆
当飞船底部距离地面1~2米时 , 飞船传感器触发反推发动机工作 , 将飞船触地速度从5米/秒降到3米/秒 。 在飞船内部 , 航天员座椅下降 , 航天员平安着陆 。

飞船着陆瞬间
如果你看到飞船着陆瞬间火光一闪 , 不要担心 , 那不是飞船爆炸 , 而是反推发动机瞬间点火发出的闪光 , 表示航天员已经安全着陆了 。
第十关:搜救
12月的内蒙古戈壁 , 气温降到-15℃以下 , 又是夜间 , 这给地面搜救工作造成了很大困难 。

神舟十四号着陆场示意图
为保安全 , 航天着陆场选在了内蒙古腹地东风镇附近的东风着陆场 。 十二月的西北戈壁气候寒冷 , 由于着陆时间在夜里 , 这给地面搜救工作造成了很大困难 。 搜救人员通过天地协同 , 又做了充分准备和反复演练 , 相信他们能以最快的速度找到飞船着陆点 , 迎回英雄的航天员 。
总结:
航天发射充满风险 , 中国航天人已经顺利迎回8艘载人飞船 , 神舟十四号将是第9批返回地球的航天员 , “最忙乘组”值得期待 。
与神舟十三号一样 , 神舟十四号飞船也采用7.5小时快速返回方式 , 在7.5小时里难关重重 , 每一步都需要精心操作 , 可谓步步精心 。
祝福神舟十四号 , 祝福中国航天!
【从1500到-15,神舟十四号飞船返回地球如何闯“十关”?】神舟十四号

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