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          細數“神十二”返回“神操作”:返前“熱身”、“防熱外套”、防振“組合拳”

          发布时间 2021-09-17 15:00:25 近日浏览 59240
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            中新網北京9月17日電 (馬帥莎 郭超凱)9月17日,神舟十二號載人飛船搭載聶海勝、劉伯明、湯洪波3名航天員返回地球,平穩降落在東風著陸場。作為神舟載人飛船執行的第七次載人飛行,此次太空載人返回的一些關鍵“神操作”,助力本次飛行取得成功。

            返前“熱身” 首次驗證徑向交會

            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。

            從前向對接口分離后,飛船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,成功驗證了徑向交會技術,為后續載人飛行任務奠定了重要技術基礎。

            中國航天科技集團五院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。

            歸家“軌道”設計“步步精心”

            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選擇了位于巴丹吉林沙漠的東風著陸場。

            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?梢哉f,這條回家之路必須“步步精心”。

            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。

            返回“姿勢”安全舒適

            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”,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。

            “防熱外套”筑起生命保護“防火墻”

            返回艙從太空軌道進入大氣層后,會以每秒數千米的速度與大氣層發生摩擦,形成上千攝氏度的高溫,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,中國航天科技集團五院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”,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”。

            防振“組合拳”保著陸

            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,艙體距地面10公里左右時,飛船的速度已經降到每秒330米以下,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每秒7米左右。

            然而,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,載人飛船研制隊伍設計了一套“組合拳”,讓返回艙在距離地面一米時進行懸空急停,通過返回艙反推發動機的反向發力進一步減緩降落速度,同時通過返回艙底部吸能外殼、減振材料和座椅緩沖機構組成的減振系統來吸收能量,保證航天員安全著陸。(完) 【編輯:于曉】

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