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神舟十四號飛船的凱旋之路
發布時間:2022-12-05  文章來源:中新網 點擊:287

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  神舟十四號載人飛船返回艙成功返回地面之前,將經歷分離、制動、再入、減速、著陸緩沖5個階段。

  分離與制動階段

  此次返回仍然采用“快速返回方案”,即:神舟十四號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、推進艙兩艙組合體再通過制動變軌,使艙體從近400公里的圓形軌道變成近地點低于100公里的橢圓軌道;隨后,推進艙和返回艙分離,返回艙以精確計算的再入角度進入地球大氣,推進艙在穿越大氣層時燒毀。

  再入階段

  神舟十四號返回艙的外形像一個上窄下寬的大鐘,再入之前,艙上自帶的發動機會將返回艙調整為大底朝前的配平狀態,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,造成地面與艙體之間信號中斷,這段時間被稱為“黑障區”,在這個過程中,地面無法通過任何遙控方式對飛船進行控制,依靠飛行器全自動處理。

  減速階段

  在距離地面40公里左右時,飛船已基本脫離“黑障區”。返回艙上安裝了靜壓高度控制器,通過測量大氣壓力來判斷所處高度。當返回艙距離地面10公里左右時,靜壓高度控制器會給出一個信號,引導傘、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,通過這樣逐級開傘的方式以減小過載,保護航天員。另外,為防止減速傘和主傘張開瞬間承受的力太大,在開傘時會處于收口即半打開狀態,工作幾秒后再完全打開。同時,為了保證航天員的生命安全,提高回收著陸系統工作的可靠性和安全性,返回艙上還配置了備份降落傘。飛船一旦檢測到故障,就會按照預定程序切換到備份降落傘工作狀態。

  著陸緩沖階段

  防熱大底是飛船進入大氣層后的“鎧甲”,等主傘完全打開后不久,返回艙就會拋掉這身“鎧甲”,伽馬高度控制裝置開始工作,通過發射伽馬射線,實時測量距地高度。當返回艙降至距離地面1米高度時,底部的伽馬源發出點火信號,艙上的4臺反推發動機點火,產生一個向上的沖力,使返回艙的落地速度進一步降至3米/秒。同時,安裝緩沖裝置的航天員座椅會在著陸前開始抬升,使沖擊的能量被緩沖吸收,充分保證航天員落地的舒適性,體現了飛船設計“以人為本”的理念。

  返回艙安全著陸后,為保證地面搜救系統及時搜索到返回艙,除布設一定數量的雷達,跟蹤測量返回艙軌道并預報落點位置外,返回艙上還安裝了自主標位設備,告訴搜救人員“我在這里”。

  整個返回過程的順利進行,離不開航天科技集團五院各個分系統的參與。GNC(制導導航與控制)分系統負責飛船在制動和進入大氣層階段的姿態控制;熱控分系統、結構機構分系統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;回收著陸分系統通過降落傘精準制動,在著陸緩沖發動機的幫助下穩穩落地;測控分系統、數管分系統、總體電路分系統則扮演了“天地傳音”和“智能網絡”的角色,提供能源、收集整理數據和傳遞信號,確保全程零差錯。(來源:科技日報)

【編輯:葉攀】
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