相信很多網(wǎng)友都看了神舟十九號飛船返航時的畫面,從公布的畫面中,我們可以看到飛船再入大氣層時在雷達(dá)等設(shè)備上的畫面,也看到飛船返回艙在高空中傘降時的場景,還可以看到飛船返回艙在著陸的瞬間,底部突然就冒出火光,返回艙周圍還掀起了煙塵。

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細(xì)心的網(wǎng)友還可能會發(fā)現(xiàn),當(dāng)飛船返回艙下降到大約6公里時,在飛船底部突然有一塊很大的東西掉了下來。這是怎么回事?是不是飛船出現(xiàn)了什么問題?

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飛船返航的過程是怎么樣的

神舟十九號飛船的撤離、返航過程是很復(fù)雜的,并不是從空間站組合體撤離后就馬上再入地球大氣層進(jìn)行著陸。

首先,當(dāng)神舟十九號飛船從中國空間站的節(jié)點(diǎn)艙前向端口撤離后,先后在19米、200米的停泊點(diǎn)停泊。

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緊接著,神舟十九號飛船慢慢開始遠(yuǎn)離空間站組合體,在遠(yuǎn)離空間站組合體的過程中,飛船需要完成180度的掉頭,變成正飛的姿態(tài),也就是從推進(jìn)艙在前變成軌道艙在前的飛行姿態(tài),然后繼續(xù)環(huán)繞地球飛行5圈。

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在環(huán)繞地球飛行的過程中,飛船也需要進(jìn)行一系列的飛行調(diào)整,并且尋找重返地球的時間窗口。在完成5圈的環(huán)繞地球飛行后,飛船就開始要重返地球了。在重返地球的50分鐘內(nèi),飛船需要完成一系列的操作。

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第一步,就是在大約390公里的高度,飛船需要完成姿態(tài)的調(diào)整、艙段的分離,這個過程大約耗時120秒。在第一次姿態(tài)的調(diào)整中,飛船會進(jìn)行水平方向旋轉(zhuǎn)90度,調(diào)整到位后,軌道艙就會進(jìn)行分離了,只留下返回艙和推進(jìn)艙的組合體。

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接下來就是進(jìn)行第二次飛行姿態(tài)的調(diào)整,飛船需要繼續(xù)進(jìn)行水平方向旋轉(zhuǎn)90度,這時候,飛船推進(jìn)艙就在前面了,返回艙在后面。這時候,飛船的推進(jìn)艙還會翹起來,有一個俯仰角。在啟動推進(jìn)艙的發(fā)動機(jī)后,飛船組合體的飛行速度就會下降了。與此同時,飛船側(cè)面的姿態(tài)控制發(fā)動機(jī)也會啟動來確保飛行姿態(tài)的穩(wěn)定性。

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返航前的制動減速時間也不會很長,一般就是持續(xù)150秒到180秒而已。雖然持續(xù)的時間不長,但是飛船的速度可以下降,這樣一來飛行高度也會下降。當(dāng)飛船組合體下降到距離地面大約還有145公里時,推進(jìn)艙就會和返回艙進(jìn)行分離了,返回艙獨(dú)自重返地球。

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第二步,再入大氣層。當(dāng)飛船返回艙下降到大約還有100公里時,就會穿過我們所說的卡門線。雖然在此之前飛船的推進(jìn)艙啟動發(fā)動機(jī)進(jìn)行減速了,但此時飛船的速度還很快,接近7公里每秒。返回艙以這么快的速度再入大氣層,在氣動加熱效應(yīng)的作用下,外部溫度急劇上升,返回艙就行一個火球那樣從天際劃過。

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而且,當(dāng)飛船返回艙下降到大約80到40公里的高度時,由于外部溫度很高,超過1000℃,所以飛船外面會形成一個等離子殼。在這期間,飛船返回艙就會進(jìn)入我們所說的“黑障區(qū)”,飛船和地面的通訊會短暫失聯(lián)。這個過程大約持續(xù)5分鐘,當(dāng)飛船返回艙速度越來越低以后,溫度就會越來越低,燃燒的現(xiàn)象就會消失。等飛船飛出“黑障區(qū)”的時候,速度已經(jīng)下降到大約200米每秒,也就是700多公里每小時的時速。

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第三步就是傘降。這時候飛船繼續(xù)下降高度,當(dāng)距離地面還有差不多10公里時,空氣密度已經(jīng)足夠大了,可以使用傘來進(jìn)一步降低下降速度。飛船返回艙先打開引導(dǎo)傘,緊接著打開減速傘,最后打開主傘。其中主傘的面積達(dá)到1200平方米,非常大。

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在這些傘的幫助下,飛船下降速度越來越慢,特別是打開1200平方米的主傘后,飛船返回艙下降速度最后可以降低到7-8米每秒。相信很多網(wǎng)友都看到飛船傘降時的畫面了。

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細(xì)心的網(wǎng)友會發(fā)現(xiàn),在距離地面還有大約6公里的時候,返回艙的底部突然有一塊東西掉下來,這塊東西比較大。這是什么情況?

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大家不需要擔(dān)心,這是正常操作,是飛船返回艙拋掉了底部的防熱大底。因?yàn)樵偃氲厍虼髿鈱拥臅r候,飛船外部溫度急劇上升到1000多℃,其中底部位于飛船前進(jìn)的正前方,是“迎風(fēng)面”,那里的溫度是最高的,為了保護(hù)飛船返回艙不被高溫?zé)龤?,就在底部安裝了這樣一個防熱大底、隔熱大底,這些防熱大底耐高溫能力更強(qiáng),保護(hù)返回艙底部的反推發(fā)動機(jī)不被燒毀。

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而隨著飛船穿過了“黑障區(qū)”后,溫度快速下降,這時候防熱大底的使命就已經(jīng)完成了。由于之前防熱大底包裹著飛船的底部,如果不拋掉防熱大底的話,返回艙底部的反推發(fā)動機(jī)就沒法裸露出來。所以在下降到一定的高度后就要拋掉防熱大底,將發(fā)動機(jī)暴露出來。于是,從畫面中我們就看到飛船底部掉了一塊很大塊的東西。

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第四步,最后的減速。由于返回艙在降落傘的幫助下,下降速度只能降低到8米每秒左右,所以為了讓飛船能夠繼續(xù)降低著陸的速度,在距離地面差不多還有1米的時候就會啟動底部的反推發(fā)動機(jī)。

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底部反推發(fā)動機(jī)強(qiáng)大的推力給返回艙提供一個向上的推力,可以將返回艙下降速度降低到1-2米每秒,然后穩(wěn)穩(wěn)地降落到地面。

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由于反推發(fā)動機(jī)推力巨大,在著陸瞬間底部看起來就像冒火光那樣,底部的灰塵也會被吹起來,所以現(xiàn)場就出現(xiàn)了煙塵滾滾的情況。