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                            神舟十二號航天員平安回家 細數太空返回的那些“神操作”

                            2021年09月19日10:25 | 來源:人民網
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                            人民網北京9月19日電 (記者趙竹青)9月17日,神舟十二號載人飛船搭載3名航天員在天際劃出優美的軌跡,從中國空間站榮耀歸來,穩穩降落在甘肅酒泉東風著陸場,圓滿完成了載人飛行天地往返任務。這是神舟載人飛船執行的第七次載人飛行。本次太空載人返回都有哪些“神操作”呢?記者帶你一探究竟。

                            首次進行“熱身”運動為哪般?

                            9月16日,當3名航天員關好核心艙艙門,進入神舟十二號載人飛船后,飛船開始與空間站天和核心艙分離,并在返回前開始“熱身”動作。

                            這里的“熱身”,指的是飛船繞飛空間站以及與空間站進行“徑向交會”的動作。記者從神舟十二號飛船的抓總研制單位航天科技集團五院獲悉,動作開始后,飛船從空間站核心艙的前向對接口分離,沿著設計好的弧線繞飛至后向對接口,稍作停留,再次繞飛至徑向對接口,為后續神舟十三號載人飛船與天和核心艙的徑向交會對接進行全面的技術驗證。

                            神舟十二號載人飛船系統總體主管設計師彭華康介紹,這次“熱身”是飛船通過自動測量與空間站的相對位置、相對姿態和角度,進行自主判斷和飛行。

                            記者了解到,此前,我國在太空進行的航天器交會對接,都是在水平方向,此時兩個航天器保持在一條直線上,因此只要控制好相對速度就可以實現交會對接。而此次“徑向交會”,神舟十二號要從核心艙的下方向上進行交會,難度有很大的提升。

                            神舟十二號飛船再入返回模擬示意圖。受訪者供圖

                            怎樣打一個角度精準的“太空水漂”?

                            以往載人飛船返回都是降落在內蒙古四子王旗的草原上,而此次神舟十二號載人飛船則選擇了位于巴丹吉林沙漠的東風著陸場。

                            據悉,這是神舟載人飛船首次在東風著陸場著陸。

                            據神舟十二號載人飛船總體飛控負責人楊海峰介紹,返回艙必須以固定的再入角進入大氣,如果再入角太大就會導致返回艙外部溫度過高,再入角太小又會直接飛出大氣層。

                            可以說,這條回家之路“步步驚心”。因此,飛船軌道設計團隊精心設計了返回軌道方案,加入了預測校正制導方法來幫助返回艙在再入過程中根據實時位置、氣動參數、瞄準點偏差等來自主計算并維持再入軌跡,以適應落點的變化以及軌道變化范圍大的特點,保證返回的“軌道”絲毫不差。

                            什么樣的返回“姿勢”更舒適?

                            楊海峰介紹,返回艙是“上窄下寬”的鐘形設計,在推進艙和返回艙分離以后,返回艙會利用自身裝配的發動機進行姿態調整,變成大底朝前的飛行狀態。

                            這樣一來,返回艙在穿越大氣層時產生一定的升力,因而能夠對飛行軌跡進行一定控制,從而保證落點準確度較高,對航天員的過載沖擊也比較小。

                            不僅返回艙要采用舒適的返回姿勢,航天員也要以幾乎與大底平行的角度在座椅中“平躺”。楊海峰告訴記者,選擇這樣的姿勢返回,是為了更好緩解飛船減速過程中形成的沖擊,從而給自己帶來更多保護。

                            上千度高溫中怎樣“極限生存”?

                            據了解,返回艙從400公里左右的太空軌道進入大氣層后,會以數千米每秒的速度與大氣層發生摩擦,形成上千度的高溫,像一個熊熊燃燒的火球沖向地面。

                            為了保證返回艙內部始終保持合適的溫度,神舟十二號飛船結構與機構研制團隊經過持續攻關,為載人飛船返回艙研制出了特殊的防熱材料。

                            神舟十二號載人飛船機械總體主任設計師劉曉震將之生動地稱為“防熱外套”。這件貼心的“外套”通過表面耐燒蝕材料在溶化、蒸發和分解時帶走大量熱能,阻隔高溫進入艙內,保證艙內空氣溫度維持在20攝氏度左右。雖然只有薄薄一層,但卻是保護航天員生命名副其實的“防火墻”。

                            神舟十二號飛船著陸瞬間模擬示意圖。受訪者供圖

                            什么樣的“黑科技”讓飛船穩穩著陸?

                            返回艙的著陸過程對保障航天員的生命安全是個不小的挑戰。記者了解到,艙體距地面10公里左右時,飛船的速度已經降到330米每秒以下,這時返回艙上的靜壓高度控制器通過測量大氣壓力自動判定所處高度并開傘減速,將返回艙速度逐步降到7米每秒左右,但如果以這樣的速度直接撞擊地面,還是無法保障航天員的絕對安全。

                            為此,飛船研制隊伍設計了一套“組合拳”。細心的網友會注意到:飛船著陸的一瞬間,突然閃現一道明亮的火光。這就是飛船返回艙的反推發動機開始工作了,它在距離地面一米左右時點火,其反向發力進一步減緩降落速度,讓返回艙進行懸空急停。同時,返回艙底部的吸能外殼、減振材料和座椅緩沖機構組成減振系統,同時來吸收地面的沖擊能量,保證航天員安全著陸。

                            (責編:趙竹青、高雷)

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