航天新征程 | 航天員的回家之路:精心設(shè)計(jì) 科技含量高
央視網(wǎng)消息:航天員返回地球的流程,,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是分離、穿越大氣層,、著陸,,聽(tīng)著很簡(jiǎn)單,但其實(shí)每一步都有很多精心設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié),,科技含量非常高,。
航天員的回家之路,第一步就是分離,。在這個(gè)過(guò)程中,,載人飛船要和空間站組合體分離,返回艙還要和軌道艙,、推進(jìn)艙分離,。在完成分離之后,神舟飛船會(huì)從400公里高度的圓形軌道變軌到近地點(diǎn)低于100公里高度的橢圓形軌道,,從而為再入大氣層做準(zhǔn)備,。
再入大氣層是航天員回家之路上風(fēng)險(xiǎn)最高的一個(gè)步驟,,再入的過(guò)程中,,返回艙會(huì)和大氣層摩擦,,產(chǎn)生上千度的高溫,普通材料根本經(jīng)受不住,,這個(gè)時(shí)候,,就需要用到防熱衣。
總臺(tái)央視記者 李寧:現(xiàn)在我們看到的就是神舟飛船返回艙的防熱大底,,在上面可以非常明顯地看到這種蜂窩狀的防熱材料,,這個(gè)就是它的防熱衣,我們就需要通過(guò)燃燒這種防熱材料來(lái)帶走熱量,,從而保證航天員的安全,。
航天科技集團(tuán)五院載人飛船系統(tǒng)總體副主任設(shè)計(jì)師 彭華康:高溫材料的碳化剝落會(huì)帶走大量的熱量,返回艙的動(dòng)能逐漸變小,,它的動(dòng)能逐漸地轉(zhuǎn)化為熱量耗散掉,,然后它的速度也由第一宇宙速度,也就是七點(diǎn)幾公里每秒的速度,,逐漸降低到幾百米每秒,。
在經(jīng)歷了大氣層的考驗(yàn)之后,航天員就可以看到地面了,,這個(gè)時(shí)候,,為了讓返回艙平穩(wěn)著陸,在距離地面十公里的時(shí)候,,降落傘會(huì)打開(kāi),,進(jìn)一步降低返回艙的速度,同時(shí),,發(fā)動(dòng)機(jī)也會(huì)做好著陸緩沖的準(zhǔn)備,。
航天科技集團(tuán)五院載人飛船系統(tǒng)總體副主任設(shè)計(jì)師 彭華康:當(dāng)返回艙降落到離地面一米左右的時(shí)候,著陸反推發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)工作,,它產(chǎn)生一個(gè)向上的沖量,,進(jìn)一步使返回艙的速度降到1到2米每秒。然后我們艙內(nèi)又有緩沖的座椅,,座椅里面也還有一些緩沖的材料,,能夠進(jìn)一步確保返回艙著陸的沖擊更小,確保航天員的安全,。
返回艙降落傘:航天員回家的安全保護(hù)傘
神舟十四號(hào)返回艙通過(guò)大氣層的考驗(yàn)之后,,就會(huì)迎來(lái)下一個(gè)難關(guān)——減速。由于重力的作用,,返回艙的下降速度非??欤屗陆档揭粋€(gè)航天員可承受的著陸速度,就需要另一件神器——降落傘,。
返回艙的降落傘分為引導(dǎo)傘,、減速傘、主傘三頂傘,。首先,,返回艙大約在距地面10公里的高度自動(dòng)打開(kāi)傘艙蓋,拉出引導(dǎo)傘,,引導(dǎo)傘再拉出減速傘,,這時(shí)返回艙速度大約為180米每秒。減速傘工作19秒鐘后,,與返回艙分離,,同時(shí)拉出主傘,這時(shí)返回艙的下降速度逐漸由80米每秒減到40米每秒,,然后再減至7-8米每秒,。在整個(gè)過(guò)程中,為避免過(guò)載太大,,減速傘和主傘并不能一下子全部打開(kāi),。
航天科技集團(tuán)五院載人飛船系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師 榮偉:如果是我們直接把1200平方米主傘要打開(kāi)的話,它對(duì)返回艙作用的驅(qū)動(dòng)力非常大,,相當(dāng)于是可能要達(dá)到100個(gè)G左右,,這樣的話航天員在里面肯定是受不了的,所以為了使返回艙減速,,使航天員能夠達(dá)到比較舒適的過(guò)載的條件,,就像我們開(kāi)車(chē)似的,要慢慢地減速,,逐漸地減速,,相當(dāng)于先把它速度降低一點(diǎn)以后再降低。
為了防止主傘出現(xiàn)故障,,返回艙還配有備傘,。在返回艙從6公里高度向5公里下降時(shí),如果用時(shí)少于預(yù)定時(shí)間,,系統(tǒng)會(huì)判斷為主傘系統(tǒng)工作異常,,從而自動(dòng)啟動(dòng)備份傘,保證航天員的安全,。
航天科技集團(tuán)五院載人飛船系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師 榮偉:傘從開(kāi)始研制到現(xiàn)在已經(jīng)是用飛機(jī)進(jìn)行投放大概有100多個(gè)架次的試驗(yàn)驗(yàn)證了,,為了保證航天員的安全,一般不會(huì)做太大的改進(jìn),,但是我們一些新的技術(shù)可能會(huì)用到新的一些型號(hào)任務(wù)里面,。 再一個(gè)就是為了保證它的可靠性,我們針對(duì)包括包傘裝傘,,采用一些新的方法,、一些手段,更加提高產(chǎn)品的可靠性,,保證航天員的生命安全,。