11月14日,在太空滞留一个多星期的神舟二十号,终于安全着陆,陈冬、陈中瑞、王杰三位宇航员也顺利出舱。
虽然宇航员们已平安归来,但还是有网友注意到,飞船的返回舱已经被烧得漆黑,几乎看不出原貌。
那么,宇航员们在返航途中,究竟发生了什么?难道出现了意外?
穿越黑障区,返回舱经历“失联”煎熬
11月14日,推迟返回多日的神舟二十号,正式开启了返回地球之旅。
而地球之旅的第一步,就是轨道舱和推进舱与返回舱分离。
这两个“辅助舱体”不会跟着返回,而是会在穿越大气层时,被高速摩擦产生的高温彻底烧毁,避免成为太空垃圾威胁地面安全。
剩下的返回舱,则要独自脱离原本的运行轨道,以极快的速度冲向大气层。
进入大气层时,返回舱的速度能达到约 7.9 公里/秒,这差不多是民航客机巡航速度的20多倍。
这么快的速度会让它和空气剧烈摩擦,表面温度瞬间飙升到2000摄氏度左右,比炼钢炉里的温度还要高不少。
如此高的温度,舱内根本无法承受,但好在返回舱早有准备。
原来,在返回舱的外层,已经裹满了特种烧蚀材料。
这种材料遇到高温时,会通过分解、熔化、蒸发等一系列“自我消耗”的过程,把热量一点点带走,牢牢守住舱内的安全温度,让里面的航天员不受影响。
虽然高温问题解决了,但高速飞行还会遇到一个麻烦——黑障现象。
返回舱冲过大气层时,会把周围的空气电离,形成一层带电的等离子壳。这层等离子体就像一道“信号屏障”,会隔绝返回舱和地面之间的无线电通信。
这段时间,地面指挥中心收不到舱体消息,也发不出指令,所以这段被称为“黑障区”。
黑障区一般出现在距离地面80公里到40公里的高度,持续时间大约两分钟。
虽然时间不长,但这段“失联期”风险不低,地面完全无法干预,全靠返回舱自己。
这时候,返回舱内部的惯性导航系统会像“智能指南针”一样,精准计算飞行轨迹,再配合提前设定好的自动控制程序,平稳完成这段“孤独飞行”。
逐级降速,返回舱温柔着陆的智慧
当返回舱顺利闯过黑障区,继续下降到距离地面30公里左右的高度时,它的速度已经从之前的高速逐步放缓到每秒2公里。
这时候,返回舱就正式进入了关键的减速阶段。
值得一提的是,虽然进入了减速,但这时候也不能急着开主伞,得按步骤来:
首先,宇航员要释放的是引导伞。它就像个“开路小先锋”,先轻轻拉住返回舱,让它的速度再往下压一压,为后续的减速伞铺路。
等引导伞完成初步减速任务,减速伞就紧接着张开,进一步把返回舱的速度降得更平缓。
随着速度慢慢降到每秒250米,差不多是高铁最快速度的两倍时,真正的“减速主力”主伞终于要登场了。
不过,主伞的面积特别大,要是一下子全撑开,巨大的拉力很可能把伞扯坏,还会让返回舱受到剧烈冲击,航天员的身体可承受不住。
所以,主伞采用渐进式展开的方式,一点一点把伞面撑起来。
这样拉力慢慢增加,返回舱就能平稳减速,确保航天员感受到的冲击,在身体能接受的安全范围里。
而等减速到合适程度后,返回舱还要做一件重要的事:
返回舱需要,把底部的防热大底抛掉。
虽然这层大底在之前穿越大气层时,帮着抵挡了上千摄氏度的高温,但现在任务完成了,带着它不仅会增加返回舱的重量,还会挡住下面的反推发动机。
所以,返回舱必须抛掉大底。而在这之后,反推发动机就能完全露出来,为最后的着陆做好准备。
当返回舱离地面越来越近,降到大约1米高的时候,反推发动机必须分秒不差地点火。
之所以要分秒不差,是因为早一点点火,可能会让返回舱悬在空中,甚至被推得往回走。晚一点的话,着陆速度太快,就会有撞击地面的风险。
而当发动机成功点火后,会立即产生向上的推力,把它的速度降到每秒2米,差不多就是人平时慢走的速度。
随后,就这么轻轻一落,返回舱稳稳地接触地面,整个返回着陆过程也就安全结束了。
随着返回舱稳稳落在着陆场的戈壁滩上,舱门打开的那一刻,陈冬、陈中瑞、王杰三位航天员依次被抬出,现场响起了热烈的掌声。
返回舱顺利回来,意味着,神舟二十号乘组长达204天的太空之旅正式落幕。
这200多天里,航天员们在太空完成了空间站维护、科学实验等一系列重要任务。如今平安回到地球,让所有人都松了口气。
不过,值得一提的是,这次返回,其实比原计划多了一段“小插曲”:
计划外的“小插曲”
原本要搭载他们返回的神舟二十号返回舱,在准备阶段发现舷窗意外出现了裂纹。
要知道,返回过程中舷窗要承受高温、气压变化等多重考验,出现裂纹可不符合安全要求,一旦在返回途中出现问题,后果不堪设想。
为让航天员们平安归来,地面指挥中心立刻启动应急预案,最终决定让三位航天员改乘早已准备好的神舟二十一号飞船返回。
航天员安全返航的背后,是中国航天工程里“人命关天”的安全原则在支撑:无论任务多重要,航天员的安全永远是第一位的。
虽然神舟二十号的返回舱,没能完成载人返回任务,但它依然算圆满完成了自己的使命。
据悉,神舟二十号的返回舱之后很可能会被公开展示,让大家近距离看到这个“特殊的航天伙伴”,了解这次应急返回的故事。
而三位航天员回到地球后,并没有立刻和家人团聚,而是先进入了隔离恢复期。
一方面是因为长期在太空失重环境下,身体需要慢慢适应地球重力。
另一方面,医护人员会对他们的心肺功能、肌肉状态、心理状况等进行全面健康评估,确保他们的身体完全恢复。
但目前从反馈来看,三位航天员状态都很不错,整个着陆系统的运作也十分顺利,没有出现其他意外。
这次神舟二十号乘组的应急返回,不仅让三位航天员平安归来,更重要的是成功验证了航天应急方案的可靠性。
而这一切的背后,是无数航天人在地面默默付出:从应急预案的制定,到备份飞船的准备,再到着陆场的保障,每个环节都凝聚着他们的心血。
正是这份“万无一失”的准备,才让航天员的太空之旅有了最坚实的安全后盾。
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