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神舟十四號(hào)飛船的凱旋之路
發(fā)布時(shí)間:2022-12-05  文章來源:中新網(wǎng) 點(diǎn)擊:640223

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  神舟十四號(hào)載人飛船返回艙成功返回地面之前,將經(jīng)歷分離、制動(dòng)、再入、減速、著陸緩沖5個(gè)階段。

  分離與制動(dòng)階段

  此次返回仍然采用“快速返回方案”,即:神舟十四號(hào)在與空間站組合體分離后繞飛5圈就開始返回地面;之后,位于前段的軌道艙與中段的返回艙分離;返回艙、推進(jìn)艙兩艙組合體再通過制動(dòng)變軌,使艙體從近400公里的圓形軌道變成近地點(diǎn)低于100公里的橢圓軌道;隨后,推進(jìn)艙和返回艙分離,返回艙以精確計(jì)算的再入角度進(jìn)入地球大氣,推進(jìn)艙在穿越大氣層時(shí)燒毀。

  再入階段

  神舟十四號(hào)返回艙的外形像一個(gè)上窄下寬的大鐘,再入之前,艙上自帶的發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)將返回艙調(diào)整為大底朝前的配平狀態(tài),以升力控制的方式再入。再入的過程中,返回艙和大氣層空氣劇烈摩擦,形成包裹住返回艙的等離子區(qū),造成地面與艙體之間信號(hào)中斷,這段時(shí)間被稱為“黑障區(qū)”,在這個(gè)過程中,地面無法通過任何遙控方式對(duì)飛船進(jìn)行控制,依靠飛行器全自動(dòng)處理。

  減速階段

  在距離地面40公里左右時(shí),飛船已基本脫離“黑障區(qū)”。返回艙上安裝了靜壓高度控制器,通過測(cè)量大氣壓力來判斷所處高度。當(dāng)返回艙距離地面10公里左右時(shí),靜壓高度控制器會(huì)給出一個(gè)信號(hào),引導(dǎo)傘、減速傘和主傘相繼打開。三傘的面積從幾平方米增大到幾十平方米再到1000多平方米,通過這樣逐級(jí)開傘的方式以減小過載,保護(hù)航天員。另外,為防止減速傘和主傘張開瞬間承受的力太大,在開傘時(shí)會(huì)處于收口即半打開狀態(tài),工作幾秒后再完全打開。同時(shí),為了保證航天員的生命安全,提高回收著陸系統(tǒng)工作的可靠性和安全性,返回艙上還配置了備份降落傘。飛船一旦檢測(cè)到故障,就會(huì)按照預(yù)定程序切換到備份降落傘工作狀態(tài)。

  著陸緩沖階段

  防熱大底是飛船進(jìn)入大氣層后的“鎧甲”,等主傘完全打開后不久,返回艙就會(huì)拋掉這身“鎧甲”,伽馬高度控制裝置開始工作,通過發(fā)射伽馬射線,實(shí)時(shí)測(cè)量距地高度。當(dāng)返回艙降至距離地面1米高度時(shí),底部的伽馬源發(fā)出點(diǎn)火信號(hào),艙上的4臺(tái)反推發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火,產(chǎn)生一個(gè)向上的沖力,使返回艙的落地速度進(jìn)一步降至3米/秒。同時(shí),安裝緩沖裝置的航天員座椅會(huì)在著陸前開始抬升,使沖擊的能量被緩沖吸收,充分保證航天員落地的舒適性,體現(xiàn)了飛船設(shè)計(jì)“以人為本”的理念。

  返回艙安全著陸后,為保證地面搜救系統(tǒng)及時(shí)搜索到返回艙,除布設(shè)一定數(shù)量的雷達(dá),跟蹤測(cè)量返回艙軌道并預(yù)報(bào)落點(diǎn)位置外,返回艙上還安裝了自主標(biāo)位設(shè)備,告訴搜救人員“我在這里”。

  整個(gè)返回過程的順利進(jìn)行,離不開航天科技集團(tuán)五院各個(gè)分系統(tǒng)的參與。GNC(制導(dǎo)導(dǎo)航與控制)分系統(tǒng)負(fù)責(zé)飛船在制動(dòng)和進(jìn)入大氣層階段的姿態(tài)控制;熱控分系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)的艙外表面防熱材料、防熱涂層以及緩沖裝置全程保障航天員的生命安全;回收著陸分系統(tǒng)通過降落傘精準(zhǔn)制動(dòng),在著陸緩沖發(fā)動(dòng)機(jī)的幫助下穩(wěn)穩(wěn)落地;測(cè)控分系統(tǒng)、數(shù)管分系統(tǒng)、總體電路分系統(tǒng)則扮演了“天地傳音”和“智能網(wǎng)絡(luò)”的角色,提供能源、收集整理數(shù)據(jù)和傳遞信號(hào),確保全程零差錯(cuò)。(來源:科技日?qǐng)?bào))

【編輯:葉攀】