返回時間定了！按照計劃，神十九航天乘組將于4月29日返回東風(fēng)著陸場，目前東風(fēng)著陸場已經(jīng)做好了迎接神十九乘組回家的各項準(zhǔn)備。
圖片來源于網(wǎng)絡(luò)
最關(guān)鍵的是，此次神十九載人飛船將采取“5圈快速返回”方案，只需要大約50分鐘就能順利著陸。
神舟十二號載人飛船返回艙成功著陸
要知道在2021年的時候，神舟十九號為了能夠安全著陸，可是整整繞著地球飛了十幾圈，一共花了將近24個小時才完成著陸。
圖片來源于央視新聞
令很多人都沒想到的是，僅僅用了短短四年的時間，我國便將著陸時間縮短了三分之一，這無疑是中國航天史上一次重大的突破。
神十九與神二十乘組順利完成“太空會師”
那么，我國究竟是怎么做到僅用50分鐘就能安全著陸的呢？
如此大幅度壓縮載人飛船的著陸時間，會不會對宇航員帶來不必要的負(fù)擔(dān)呢？
4月25日，東風(fēng)著陸場的直升機(jī)群突然劃破天際，在一場全系統(tǒng)綜合演練中，5架直升機(jī)模擬追蹤返回艙軌跡，近百臺車輛裝備在沙漠中疾馳。
這場演練的核心，正是驗證神舟十九號“5圈快速返回”方案的關(guān)鍵技術(shù)——軌道控制。
對此，航天科技集團(tuán)五院專家解釋稱：返回艙就像在太空中高速行駛的汽車，要精準(zhǔn)?？吭跂|風(fēng)著陸場這個“停車位”，必須算準(zhǔn)每一個彎道的角度和剎車力度。
整個返回過程對精度的要求達(dá)到“厘米級”，相當(dāng)于從北京到上海的飛行中，航線偏差不超過一張A4紙的寬度。
到了自由滑行階段后，返回艙將以每秒7.6公里的速度穿越黑障區(qū)，此時艙體表面溫度飆升至3000℃，等離子體鞘套阻斷了所有通信信號。
但我國自主研發(fā)的“雷達(dá)+光學(xué)”雙鏈路跟蹤系統(tǒng)，通過相控陣?yán)走_(dá)的毫秒級運算和紅外光學(xué)吊艙的精準(zhǔn)捕捉，在百公里外鎖定返回艙的微弱信號，誤差精度控制在0.1米以內(nèi)。
這套技術(shù)自神舟十五號任務(wù)起實現(xiàn)100%跟蹤成功率，為神舟十九號的“極速穿越”保駕護(hù)航。
當(dāng)返回艙以1.5°的再入角切入大氣層時，空氣摩擦產(chǎn)生的熱量足以熔化鋼鐵，但艙體表面的“超級絕熱材料”卻能讓艙內(nèi)溫度始終保持在25℃左右。
更關(guān)鍵的是返回艙的“姿態(tài)控制”，如果再入角度超過3°，返回艙將像流星般在大氣層中燒毀，若小于1°，則會像打水漂一樣彈回太空。
為應(yīng)對該問題，神舟十九號的制導(dǎo)系統(tǒng)會通過“智能自適應(yīng)預(yù)測算法”，實時計算最佳飛行軌跡，確保在黑障區(qū)的5分鐘內(nèi)，返回艙始終保持“昂首挺胸”的姿態(tài)。
值得一提的是，2021年，神舟十二號返回艙在東風(fēng)著陸場著陸，耗時24小時的返回過程暴露了傳統(tǒng)方案的短板：長時間在軌停留增加了航天員的生理負(fù)擔(dān)，也延長了地面搜救的響應(yīng)時間。
而神舟十九號的“5圈快速返回”，將這一過程壓縮至50分鐘，完成這一壯舉的背后是我國在兩大技術(shù)領(lǐng)域的突破。
首先就是軌道優(yōu)化，通過精確計算空間站與地球的相對運動，將返回窗口從數(shù)小時縮短至幾分鐘，減少繞行圈數(shù)。
此外，隨著新型發(fā)動機(jī)的比沖提高15%后，使制動時間從30分鐘縮短至10分鐘，在這些因素的共同作用下，神十九返回時間才能縮短至短短50分鐘。
面對外界對快速返回可能加劇航天員身體負(fù)擔(dān)的擔(dān)憂，中國載人航天工程航天員系統(tǒng)總設(shè)計師在接受央視采訪時詳解了應(yīng)對措施。
我們返回艙座椅新增的“自適應(yīng)緩沖裝置”能根據(jù)過載變化自動調(diào)節(jié)支撐力度，將最大過載從4.5G降至3.2G。
并且艙內(nèi)壓力控制系統(tǒng)還采用了“階梯式調(diào)整”方案，使氣壓變化速率控制在每秒50帕以內(nèi)，相當(dāng)于從海底10米緩慢上浮的效果。
這些改進(jìn)在2023年神舟十六號任務(wù)中已進(jìn)行驗證，任務(wù)數(shù)據(jù)顯示，航天員在返回過程中平均心率保持在85次/分鐘以下，較早期任務(wù)下降約20%。
航天員科研訓(xùn)練中心更透露，正在研發(fā)的第三代抗荷服已進(jìn)入測試階段，其仿生學(xué)設(shè)計能有效緩解血液再分布帶來的不適感。
放眼全球航天領(lǐng)域，俄羅斯聯(lián)盟號飛船的標(biāo)準(zhǔn)返回時間約3小時，美國載人龍飛船雖然實現(xiàn)了6小時快速返回，但其方案依賴國際空間站定期調(diào)整軌道。
這些和我國的50分鐘相比明顯還有一定的差距，神十九這種突破性進(jìn)展的背后，是近十年中國在空間精密測量領(lǐng)域的厚積薄發(fā)。
從24小時到50分鐘的跨越，見證的不僅是一個國家的科技飛躍，更是整個人類文明向星辰大海挺進(jìn)的堅定步伐。
熱門跟貼