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航天新征程 | 航天员的回家之路:精心设计 科技含量高

2022-12-04 22:04:05 作者: 来源:央视网  责任编辑:林瑶   我来说两句

央视网消息:航天员返回地球的流程,简单来说就是分离、穿越大气层、着陆,听着很简单,但其实每一步都有很多精心设计的环节,科技含量非常高。

航天员的回家之路,第一步就是分离。在这个过程中,载人飞船要和空间站组合体分离,返回舱还要和轨道舱、推进舱分离。在完成分离之后,神舟飞船会从400公里高度的圆形轨道变轨到近地点低于100公里高度的椭圆形轨道,从而为再入大气层做准备。

再入大气层是航天员回家之路上风险最高的一个步骤,再入的过程中,返回舱会和大气层摩擦,产生上千度的高温,普通材料根本经受不住,这个时候,就需要用到防热衣。

总台央视记者 李宁:现在我们看到的就是神舟飞船返回舱的防热大底,在上面可以非常明显地看到这种蜂窝状的防热材料,这个就是它的防热衣,我们就需要通过燃烧这种防热材料来带走热量,从而保证航天员的安全。

航天科技集团五院载人飞船系统总体副主任设计师 彭华康:高温材料的碳化剥落会带走大量的热量,返回舱的动能逐渐变小,它的动能逐渐地转化为热量耗散掉,然后它的速度也由第一宇宙速度,也就是七点几公里每秒的速度,逐渐降低到几百米每秒。

在经历了大气层的考验之后,航天员就可以看到地面了,这个时候,为了让返回舱平稳着陆,在距离地面十公里的时候,降落伞会打开,进一步降低返回舱的速度,同时,发动机也会做好着陆缓冲的准备。

航天科技集团五院载人飞船系统总体副主任设计师 彭华康:当返回舱降落到离地面一米左右的时候,着陆反推发动机会工作,它产生一个向上的冲量,进一步使返回舱的速度降到1到2米每秒。然后我们舱内又有缓冲的座椅,座椅里面也还有一些缓冲的材料,能够进一步确保返回舱着陆的冲击更小,确保航天员的安全。

返回舱降落伞:航天员回家的安全保护伞

神舟十四号返回舱通过大气层的考验之后,就会迎来下一个难关——减速。由于重力的作用,返回舱的下降速度非常快,要让它下降到一个航天员可承受的着陆速度,就需要另一件神器——降落伞。

返回舱的降落伞分为引导伞、减速伞、主伞三顶伞。首先,返回舱大约在距地面10公里的高度自动打开伞舱盖,拉出引导伞,引导伞再拉出减速伞,这时返回舱速度大约为180米每秒。减速伞工作19秒钟后,与返回舱分离,同时拉出主伞,这时返回舱的下降速度逐渐由80米每秒减到40米每秒,然后再减至7-8米每秒。在整个过程中,为避免过载太大,减速伞和主伞并不能一下子全部打开。

航天科技集团五院载人飞船系统副总设计师 荣伟:如果是我们直接把1200平方米主伞要打开的话,它对返回舱作用的驱动力非常大,相当于是可能要达到100个G左右,这样的话航天员在里面肯定是受不了的,所以为了使返回舱减速,使航天员能够达到比较舒适的过载的条件,就像我们开车似的,要慢慢地减速,逐渐地减速,相当于先把它速度降低一点以后再降低。

为了防止主伞出现故障,返回舱还配有备伞。在返回舱从6公里高度向5公里下降时,如果用时少于预定时间,系统会判断为主伞系统工作异常,从而自动启动备份伞,保证航天员的安全。

航天科技集团五院载人飞船系统副总设计师 荣伟:伞从开始研制到现在已经是用飞机进行投放大概有100多个架次的试验验证了,为了保证航天员的安全,一般不会做太大的改进,但是我们一些新的技术可能会用到新的一些型号任务里面。 再一个就是为了保证它的可靠性,我们针对包括包伞装伞,采用一些新的方法、一些手段,更加提高产品的可靠性,保证航天员的生命安全。

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