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穩(wěn)穩(wěn)落地！揭秘神舟十三號載人飛船返回“神技”

2022-04-16 16:33:16 來源：人民網(wǎng)

神舟十三號載人飛船返回艙成功著陸。來源：央視截圖

4月16日，神舟十三號載人飛船結(jié)束了長達(dá)半年的“太空出差”，搭載著翟志剛、王亞平、葉光富三名航天員躍入天際，穩(wěn)穩(wěn)降落在東風(fēng)著陸場，圓滿完成了我國迄今為止時(shí)間最長的載人飛行天地往返任務(wù)。這是神舟載人飛船執(zhí)行的第八次載人飛行。

載人航天，人命關(guān)天。神舟十三號返回地球可以說是過程復(fù)雜、驚心動(dòng)魄，它要依次經(jīng)過軌返分離、推返分離、再入、過黑障區(qū)、開降落傘、開著陸緩沖發(fā)動(dòng)機(jī)等關(guān)鍵飛行事件及環(huán)節(jié)，返回過程還要經(jīng)過嚴(yán)酷空間環(huán)境和軌道條件的考驗(yàn)。

記者從飛船的抓總研制單位航天科技集團(tuán)五院獲悉，在技術(shù)人員的精心設(shè)計(jì)下，神舟十三號牢牢把握住了“三個(gè)度”，即：速度、溫度和精度，確保自己穩(wěn)穩(wěn)落地、安全回家。

“速度”控制恰到好處

航天科技集團(tuán)五院相關(guān)技術(shù)人員介紹，神舟飛船在軌道上運(yùn)行的速度大約為7.8千米/秒，接近第一宇宙速度。在如此快的速度下，要確保航天員的安全，就必須對返回地球后的最終著陸速度進(jìn)行控制。

為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，技術(shù)人員在飛船研制階段開展大量試驗(yàn)驗(yàn)證和數(shù)據(jù)判讀，保證飛船在著陸過程中逐步降低速度：返回前，由推進(jìn)艙軌控發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施制動(dòng)，降低軌道能量和軌道高度，確保飛船再入大氣層；返回艙特定的氣動(dòng)外形，在進(jìn)入大氣層后依靠空氣動(dòng)力產(chǎn)生的阻力和升力減速；返回艙運(yùn)動(dòng)至距地面附近時(shí)打開降落傘，進(jìn)一步降低速度；著陸瞬間開啟返回艙底部的著陸緩沖發(fā)動(dòng)機(jī)，最終將落地速度降低到一定范圍內(nèi)。

“溫度”控制火候適中

據(jù)介紹，返回艙進(jìn)入大氣層后，將與空氣發(fā)生劇烈摩擦，艙體表面局部溫度可達(dá)上千攝氏度。為了確保艙內(nèi)溫度依然舒適，飛船控溫的主要手段就是依靠防熱結(jié)構(gòu)對艙內(nèi)進(jìn)行保護(hù)。

為此，科研人員在艙體表面設(shè)計(jì)了防熱涂層，敷設(shè)有一層燒蝕材料，當(dāng)溫度達(dá)到一定程度時(shí)燒蝕材料升華脫落，帶走大量熱量。

此外，返回前會實(shí)施“熱控預(yù)冷”，提前將返回艙溫度降低少許，使在入前艙內(nèi)溫度有一個(gè)較低的基準(zhǔn)。

“精度”控制穩(wěn)操勝券

可以說，神舟飛船返回猶如“萬里中10環(huán)”，對于著力精度的要求極高，為使返回艙著陸在指定區(qū)域，就必須對飛船著陸點(diǎn)的精度進(jìn)行控制。

為此，技術(shù)人員為神舟十三號飛船配備了一套“著陸輕功”：首先是返回軌道維持，調(diào)整飛船的軌道平面，使飛船星下點(diǎn)軌跡經(jīng)過返回瞄準(zhǔn)點(diǎn)；隨后返回制動(dòng)，通過制動(dòng)的速度增量和發(fā)動(dòng)機(jī)開機(jī)時(shí)刻，確保再入角和返回航程，為精準(zhǔn)著陸提供保障；最后返回艙升力控制，進(jìn)入大氣層后，返回艙通過一系列姿態(tài)機(jī)動(dòng)，巧妙利用空氣動(dòng)力產(chǎn)生的升力，進(jìn)行航向和橫向運(yùn)動(dòng)的控制，精準(zhǔn)調(diào)整預(yù)定的著落點(diǎn)，最終平安返回。

神舟十三號已經(jīng)圓滿完成了本次飛行任務(wù)預(yù)定的各項(xiàng)要求，載譽(yù)凱旋。它的安全返回，標(biāo)志著我國空間站關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段任務(wù)圓滿收官，即將進(jìn)入建造階段。

標(biāo)簽：載人飛船