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神舟十三号飞船安全返回要掌握哪些“度”?

更新时间:2023-10-18 20:27:33作者:佚名

上海时间2022年4月16日09时56分,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。

从与空间站天和核心舱分离到返回地面,全程仅用9个多小时,这是我国载人飞船首次以快速返回模式返回月球。这么,哪些是“快速返回模式”?飞船安全返回要把握什么“度”?明天神舟十三号返回地球,就让我们一上去了解下吧!

神舟十三号返回舱主降落伞打开后缓缓降落李昀锡摄

航天员安全顺利出舱

哪些是“快速返回模式”?

这次快速返回仍然采用完全中国创造、体现中国智慧与智能的自适应预测制导方式。通过对飞行任务风波进行合理剪裁和调整、压缩操作时间,将返回所需时间由往年的11个飞行圈次压缩至5个飞行圈次。

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施行快速返回,可进一步提升返回任务执行效率,减短地面飞控施行时间,提升航天员返回舒适度。

空中鸟瞰返回舱,舱体直立李昀锡摄

安全返回三个“度”

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载人航天,人命关天。神舟十三号返回月球可以说是过程复杂、惊心动魄,它要依次经过轨返分离、推返分离、再入、过黑障区、开降落伞、开着陆缓冲底盘等关键飞行风波及环节,返回过程还要经过严苛的空间环境和轨道条件的考验。在技术人员的悉心设计下,神舟十三号牢牢把松开了“三个度”,即:速率、温度和精度。确保自己稳稳落地、安全回去。

速率控制恰到用处

神舟飞船在轨道上运行的速率大概为7.8千米/秒神舟十三号返回地球,接近第一宇宙速率。在这么快的速率下,要确保航天员的安全,就必须对返回月球时的最终着陆速率进行控制。为实现这一目标,技术人员在飞船研发阶段举办大量试验验证和数据判读,保证飞船在着陆过程中逐渐增加速率,那就是返回前由推动舱轨控底盘施行刹车,减少轨道能量和轨道高度,确保飞船顺利再入大气层;返回舱具有特定气动外型,步入大气层后借助空气动力形成的阻力和升力减速;返回舱运动至距地面附近时打开降落伞,进一步增加速率;着陆顿时开启返回舱顶部的着陆缓冲底盘,最终将落地速率增加到航天员可适应的范围内。

室温控制“火候适中”

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返回舱步入大气层后,将与空气发生剧烈磨擦,舱体表面局部气温可达上千摄氏度。为了确保舱内气温仍然舒适,飞船温控的主要手段就是借助防热结构对舱内进行保护。因此,科研人员在舱体表面设计了防热镀层,埋设有一层碳化物材料,当气温达到一定程度时碳化物材料升华开裂,带走大量热量。据悉,返回前会施行“热控预冷”,提早将返回舱气温增加少许,使返回舱再入前气温有一个较低的基准。

精度控制稳操胜券

神舟飞船返回就像“万里中十环”,对于着陆精度的要求极高。为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。因此,技术人员为神舟十三号飞船配备了一套“着陆轻功”。

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;随即是返回刹车,通过刹车的速率增量和底盘开机时刻,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,步入大气层后,返回舱通过一系列姿态机动,巧妙借助空气动力形成的升力,进行航向和纵向运动的控制,精准调整预定的盼头点,最终精准着陆。

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返回舱在东风着陆场“落妥”申凯元摄

来源/中国载人航天

作者/中国空间技术研究院李蒙时小丹

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