十天前(4月16日),神舟十三號飛船返回艙帶著航天員和所搭載物品成功著陸,安全返回地球。返回艙返回的過程非常復雜,不僅每一個動作指令要分秒不差,同時還要經受住穿過大氣層的高溫惡劣環境,可以說神舟十三號的回家路是經歷了重重的考驗。
總臺央視記者 崔霞:神舟飛船的返回艙,它其實可以說是像一個上面窄下面寬的一個大鐘,在返回的過程當中,通過發動機的姿態的調整,以大底朝前的這樣的一個方式,通過升力式返回來返回地球。
總臺央視記者 崔霞:在進入大氣層的時候,返回艙以數千米每秒的速度與大氣層發生劇烈的摩擦,燃起2000多度高溫的火焰。那么在降落的過程當中,氣體和返回艙表面被燒蝕的防熱材料發生電離,形成包裹住返回艙的等離子區,使返回艙與外界的無線電通信極大地衰減,造成地面與飛船之間的無線電通信中斷,這段時間就被稱為“黑障區”。
航天科技集團五院神舟十三號飛船制導導航與控制分系統副主任設計師 董文強:在這個階段的話,地面不能再去對它進行干預,但是(返回艙)器上是有自主的一個控制系統,自主控制系統根據自己的計算出來的導航的位置和姿態信息,去進行主動的一個控制。
總臺央視記者 崔霞:其實在著陸的階段有多種緩沖手段保證飛船低速著陸,在距離地面40公里左右高度的時候,這個飛船已經基本的脫離“黑障區”了。
航天科技集團五院神舟十三號飛船系統總體主管設計師 張福生:當到達10公里高度的時候,我們的主傘會打開。主傘打開過程就是我們的引導傘先打開,然后再拽出了我們的減速傘,然后再打開主傘,這時候飛船的速度就會慢慢地降低。
總臺央視記者 崔霞:在距地面1米左右時,啟動反推發動機,最終使返回艙實現安全著陸。
在神舟十三號飛船返回的過程中,返回艙再入的角度、艙內航天員的位置、攜帶物品的擺放都是經過精心設計的,這樣才能保證返回艙以預定的姿態著陸,同時保證艙內人員和物品的安全,一起來看看返回艙內都有哪些設計↓
航天科技集團五院神舟十三號載人飛船系統總體主管設計師 張福生:我們在航天員返回之前,都是我們經過質心的一個計算。下行的物品我們有嚴格的重量要求,然后具體的捆扎位置是要通過地面跟航天員通話,然后讓航天員捆綁在我們預設好的安裝包以內,去確保返回艙的質心位置,能夠按照我們預設的角度來去配平,來保障返回再入的姿態。
總臺央視記者 李寧:這個就是神舟十一號載人飛船的返回艙,現在看到的這一面就是在再入大氣層過程中的迎風面,所以我們看到它燒蝕的就比較嚴重,在它的反方向這面,相對燒蝕的情況就要輕很多,再入大氣層的過程中,面對載荷和高溫的考驗,這時候航天員是一種什么樣的狀態呢?
航天科技集團五院神舟十三號飛船系統總體主管設計師 張福生:兩位配合我一下,就說我們現在所沖著的方向是那個方向是儀器表那位置。我們在乘坐返回艙的時候不是坐在里面,而是躺在返回艙里面。每個航天員的座椅是模仿嬰兒在母體里的一個結構,我們在里面的時候是蹲坐在座椅里面躺著的方式,然后通過束縛帶將身體固定在座椅上,相當于牢固可靠。然后再入過程當中,他的胸背和我們速度的方向,其實一個垂直的狀態。
在返回艙內坐好的航天員雖然在通過大氣層時,可以透過舷窗看到外面燃燒的熊熊烈火。張福生告訴記者,舷窗也經過特殊處理,非常安全可靠。
航天科技集團五院神舟十三號飛船系統總體主管設計師 張福生:我們的整個的舷窗玻璃,它上面的結構都是經過防燒蝕驗證的,它都是鍍了一層防熱膜,不是咱們普通的玻璃。所以我們整個(飛船)的很多細節都是經過很多設計師精心地去(設計和)準備。
我國載人航天工程從1992年立項就規劃了“三步走”戰略。從發射載人飛船將中國航天員送入太空,到太空出艙、發射空間實驗室,如今已走到第三步,也就是“建造空間站,解決有較大規模的、長期有人照料的空間應用問題”階段。截至目前,我國已累計發射13艘神舟飛船,在這30年里,中國載人航天可以說是一步一個腳印地走過來的,那么,每一步都有怎樣的意義呢?
我國在1999年成功發射了第一艘無人神舟飛船,在1999年到2003年間,我國共發射了四艘無人神舟飛船,用于驗證飛船、火箭及發射場等系統的可靠性。2003年10月15日,神舟五號成功將我國首位航天員楊利偉送入太空,標志著我國成為世界上第三個獨立掌握載人航天技術的國家。
航天科技集團五院載人飛船系統項目技術副經理 邵立民:中國載人航天現在是三步走的戰略的第三步,實際上它的前兩步神舟飛船都是核心。神舟五號及其以后,那就是實現載人航天的飛天夢,它是屬于這種質的跨越,就是由零到一的跨越。到神舟六號它實際上是由一人一天到多人多天。神舟七號在實現載人航天和實現交會對接之間,我們中間就插了一個航天員出艙這么一項試驗任務,是為將來空間站后續出艙,一個重要的技術積累。
從神舟五號到神舟七號,神舟飛船的主要任務僅僅是護送航天員天地往返,而從神舟八號開始,神舟飛船所承擔的任務出現了較大的變化。緊隨天宮一號目標飛行器發射的神舟八號需要突破一項極其關鍵的技術。
航天科技集團五院載人飛船系統項目技術副經理 邵立民:它實際上要突破的就是交會對接技術,因為交會對接技術是后續咱們國家建設大型的空間工程的一個基本條件。所以神舟八號和天宮一號交會對接技術,等于是奠定了咱們國家在航天技術中建設大型的航天基礎設施,以及后續實現月球探測、行星探測等等的一個重要的技術基礎。
在神舟八號成功驗證自主交會對接技術后,神舟九號和神舟十號任務中,航天員操縱飛船與天宮一號進行了手控交會對接,進一步積累了經驗,使我們的交會對接技術更加完善和完備。
航天科技集團五院載人飛船系統項目技術副經理 邵立民:天宮二號、神舟十一號主要面臨要解決一個就是(航天員)中期駐留的問題,就是咱們停靠了30天,對航天員也是一個考驗,對我們整個系統也是一個考驗。
雖然經過了11艘飛船的驗證,但神舟飛船仍未停止前進的腳步。2021年6月17日,神舟十二號飛船成功發射,這時候它已開始具備快速自主交會對接能力和應急救援能力,并對飛船壽命進行了延長。今年4月16日,神舟十三號返回地球,在返回的過程中飛船驗證了快速返回技術。未來,神舟飛船還將繼續提高其可靠性和安全性。
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