阔别地球半年之久 , 3名航天员终于回家了 。 4月16日 , 神舟十三号飞行乘组安全返回地面 , 这是神舟载人飞船首次采用快速返回方案 。
与神舟十二号返回过程相比 , 神舟十三号采用5圈快速返回方案 , 缩短了航天员在神舟飞船返回舱内的等待时间 , 让航天员返回时长从之前的约一天时间缩短到8小时左右 。 中国航天科技集团五院载人飞船系统项目技术副经理邵立民说 。
神舟十三号载人飞船是航天员实现天地往返的生命之舟 , 由中国航天科技集团五院抓总研制 。 这是中国空间站关键技术验证阶段发射的第二艘载人飞船 , 也是我国迄今驻留太空时间最久的神舟飞船 。
神舟十三号载人飞船返回地面可以说是过程复杂、惊心动魄 , 要经过轨返分离、推返分离、再入、过黑障区、开降落伞等关键飞行事件及环节 , 还要经过严酷的空间环境和轨道条件考验 。 邵立民说 。
他告诉采访人员 , 在科技人员的精心设计下 , 神舟十三号载人飞船把握住了三个度即速度、温度和精度 , 确保稳稳落地、安全回家 。
第一度是速度控制恰到好处 。
神舟飞船在轨道上运行的速度接近第一宇宙速度 , 在如此快的速度下 , 要确保航天员的安全 , 就必须对返回地面后的最终着陆速度进行控制 。
邵立民说 , 为实现这一目标 , 科技人员在飞船研制阶段开展大量试验验证和数据判读 , 保证飞船在着陆过程中逐步降低速度 。
具体来看 , 返回前 , 由推进舱轨控发动机实施制动 , 降低轨道能量和轨道高度 , 确保飞船再入大气层;返回舱具有特定气动外形 , 进入大气层后 , 依靠空气动力产生的阻力和升力减速;返回舱运动至地面附近时打开降落伞 , 进一步降低速度;快着陆的瞬间开启返回舱底部的着陆反推发动机 , 最终将落地速度降低到一定范围内 。
第二度是温度控制火候适中 。
邵立民说 , 返回舱进入大气层后 , 将与空气发生剧烈摩擦 , 舱体表面局部温度可达上千摄氏度 。 为了确保舱内温度依然舒适 , 飞船控温的主要手段就是依靠防热结构对舱内进行保护 。
他告诉采访人员 , 科技人员在舱体表面设计了防热涂层 , 敷设有一层烧蚀材料 。 当达到一定温度时 , 烧蚀材料升华脱落 , 带走大量热量 。 此外 , 返回前会实施热控预冷 , 提前将返回舱温度降低少许 , 使飞船再入大气层前舱内温度有一个较低基准 。
第三度是精度控制稳操胜券 。
神舟飞船返回犹如万里中十环 , 对于着陆精度的要求极高 , 要使返回舱着陆在指定区域 , 就必须对飞船着陆点的精度进行控制 。 邵立民说 , 科技人员为神舟十三号飞船配备了一套着陆轻功 。
【返回舱|揭秘神舟十三号快速返回:“速度”控制恰到好处】首先是返回轨道维持 , 调整飞船的轨道平面 , 使飞船星下点轨迹经过返回瞄准点;随后返回制动 , 通过制动的速度增量和发动机开机时刻 , 确保再入角和返回航程 , 为精准着陆提供保障;最后是返回舱升力控制 , 进入大气层后 , 返回舱通过一系列姿态机动 , 巧妙利用空气动力产生的升力 , 进行航向和横向运动的控制 , 精准调整预定的着落点 , 最终平安返回 。
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