神舟十五號飛船撤離空間站!返回地球時有多驚險?過程是怎樣的?

璀璨科學 發佈 2023-12-22T18:11:19.722484+00:00

搭載著3名航天員的神舟十五號飛船終於踏上返回地球之旅了!在返回地球之前,神舟十五號飛船的航天員不僅完成了與神舟十六號飛船航天員乘組的交接工作,還完成了空間站組合體狀態設置、實驗數據整理下傳、留軌物資清理轉運等撤離前各項工作,在完成這些任務後,神舟十五號飛船就準備返回地球了。

搭載著3名航天員的神舟十五號飛船終於踏上返回地球之旅了!在返回地球之前,神舟十五號飛船的航天員不僅完成了與神舟十六號飛船航天員乘組的交接工作,還完成了空間站組合體狀態設置、實驗數據整理下傳、留軌物資清理轉運等撤離前各項工作,在完成這些任務後,神舟十五號飛船就準備返回地球了。

在北京時間2023年6月3日21時29分,神舟十五號飛船從中國空間站撤離,在太空出差186天的航天員費俊龍、鄧清明、張陸踏上了回家之旅,飛船將擇機再入地球大氣層。那飛船返回地球的過程是怎麼樣的呢?

返回地球時有多驚險

在外太空飛行的飛船返回地球的過程,並不像我們外出旅遊回家那麼簡單,因為在外太空飛行的飛船速度相當快,達到或者接近地球的第一宇宙速度,而且地球有濃密的大氣層,當飛船進入返回地球之旅,就會面臨一些我們意想不到的情況。飛船在返回地球的過程中,大致需要經歷以下關鍵的四步。

第一步就是進行軌返分離和返回制動。因為飛船包括推進艙、軌道艙、返回艙3個艙段,而返回地球的實際上只有返回艙,航天員就是乘坐返回艙返回地球的。從空間站撤離時,載人飛船還是一個整體,接下來就需要讓返回艙與推進艙、軌道艙組合體進行分離。

在第一步中,神舟飛船需要進行第一次姿態的調整,那就是飛船需要進行逆時針轉動90°,變成橫向飛行的姿態,這時候軌道艙和返回艙進行分離。隨後還需要進行第二次姿態調整,推進艙、返回艙組合體繼續逆時針旋轉90°,這時候就相當於飛船在太空中掉了個頭,推進艙在飛船前進的前方,而返回艙則在後面。緊接著就是啟動推進艙的發動機進行制動,飛船的速度快速降下來,隨著飛船的速度不斷下降,它的高度也不斷下降,然後進入返回地球的軌道。

第二步就是推進艙和返回艙進行分離。當飛船組合體下降到距離地面大約145公里時,推進艙和返回艙就會進行分離,推進艙留在外太空,而返回艙則開始返回地球,當飛船返回艙下降到距離地面大約100公里時就會再入地球大氣層。由於此時飛船速度還比較快,而空氣密度越來越大,氣動加熱效應越來越強烈,返回艙外部的溫度就會急劇上升,返回艙看起來就像是被熊熊火焰包圍著。女航天員王亞平之前在接受採訪時表示,透過飛船的舷窗會看到飛船外部被大火包圍著,感覺就像在太上老君的煉丹爐里。

也正是由於飛船外部的溫度相當高,達到上千攝氏度,飛船外部的氣體和被燒蝕的防熱材料都會發生電離,導致飛船返回艙出現短暫的失聯,也就是飛船進入黑障區。

第三步就是打開降落傘。隨著飛船的高度不斷下降、空氣密度越來越高,飛船的速度越來越低,氣動加熱效應逐漸減弱,燃燒現象也逐漸消失。當飛船下降到距離地面大約10公里時就需要打開面積達到1200平方米的降落傘,讓飛船繼續減速。

第四步,在打開降落傘後,飛船速度進一步下降,當飛船下降到距離地面大約1米時,飛船返回艙的反推發動機就會啟動給飛船返回艙施加一個向上的推力,最終讓飛船返回艙穩穩地降落到地面。

整個飛船返回地球的過程大致可以分為以上這4步,每一步都可以說是非常驚險、驚心動魄,任何一個細節都不能出現失誤。雖然看起來很危險,但是我們的技術已經非常成熟、先進,飛船的可靠性、安全性都非常高,工作人員也非常有信心、有能力迎接神舟飛船的凱旋歸來,之前我們發射的那麼多神舟飛船都成功返回地球。

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