神舟13号|神舟13号需在1米高度精准反推着陆,如何做到的?美国为何不用?

神舟13号|神舟13号需在1米高度精准反推着陆,如何做到的?美国为何不用?

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神舟13号|神舟13号需在1米高度精准反推着陆,如何做到的?美国为何不用?

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神舟13号飞船回家 , 由翟志刚、王亚平、叶光富组成的“太空出差3人组” , 在我国空间站工作了183天 , 刷新了单次飞行任务太空驻留时间的纪录 。

太空出差三人组
神舟13号与空间站组合体脱离 , 再入大气层后 , 会在东风着陆场着陆 。 相信大家能注意到:每一艘神舟飞船在落地前的一刹那 , 都会冒出一道火光 , 不了解情况的观众可能会误以为发生了爆炸 , 其实那不是爆炸 , 而是着陆反推发动机启动了 。

反推发动机启动是整个着陆过程的一个关键步骤 。 神舟13号飞船的返回舱经过空气制动、降落伞减速后 , 在最后接触地面的一瞬间 , 底部安装的反推发动机会启动 , 完成最后的减速刹车 , 将飞船稳稳地落在地上 。 而反推发动机需要在距离地面约1米高的地方点火 , 不能早也不能晚 , 必须要非常精准 , 这是为什么呢?

反推发动机启动时机要非常精准
在解答这个问题之前 , 有必要先说说神舟13号的主降落伞 。 这个降落伞非常引人注目 , 是世界上最大的降落伞 , 面积达到了1200平方米 , 重量却只有90多公斤 。 如果巨大的降落伞的减速效果当然会非常好 , 可将飞船的下降速度降低到8~10米/秒 , 或者说28.8~36公里/小时 , 但是却不能进一步减速了 。
这是因为如果再增加降落伞面积的话 , 不仅重量和体积会增加 , 还会加剧气流对飞船着陆过程的影响 , 直白一点儿说就是会被风刮跑 , 使得飞船偏离预定着陆点 , 降低着陆精度 , 提高了搜救的难度 。

所以说降落伞不能无限制地增大 , 不过假如飞船以二三十公里的速度直接落地的话 , 也是不可接受的 , 这相当于骑着一辆电动摩托车去撞墙 。 由于航天员是背部朝下面朝天坐在返回舱里 , 如此高的着陆速度有可能损伤航天员的颈椎 , 因此必须进一步减速 。
这时候就轮到反推发动机登场了!飞船装有4台反推发动机 , 这些发动机使用固体燃料 , 非常小巧 , 但力气并不小 , 每台可以产生大约3吨的推力 。 4台发动机一起工作 , 总推力达到了10多吨 , 足以在一刹那将下降速度降低到2米/秒 , 也就是人走路的速度 , 再加上返回舱座椅的缓冲效果 , 就能保证航天员的安全了 。

飞船内的航天员(神舟12)
然而这些反推发动机推力虽大 , 却是一锤子买卖 , 启动之后一下子就烧完了!这就对发动机启动时机提出了极高的要求 。 如果启动过早 , 飞船还处在半空中比较高的位置 , 在发动机关闭之后又会在重力作用下加速下落 , 造成着陆速度过大 。