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畅博:稳稳落地!揭秘神舟十三号载人飞船返回“神技”

来源:  发布日期:2022-04-18 10:15:12

神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆。来源:央视截图

4月16日,神舟十三号载人飞船结束了长达半年的“太空出差”,搭载着翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员跃入天际,稳稳降落在东风着陆场,圆满完成了我国迄今为止时间最长的载人飞行天地往返任务。这是神舟载人飞船执行的第八次载人飞行。

载人航天,人命关天。神舟十三号返回地球可以说是过程复杂、惊心动魄,它要依次经过轨返分离、推返分离、再入、过黑障区、开降落伞、开着陆缓冲发动机等关键飞行事件及环节,返回过程还要经过严酷空间环境和轨道条件的考验。

记者从飞船的抓总研制单位航天科技集团五院获悉,在技术人员的精心设计下,神舟十三号牢牢把握住了“三个度”,即:速度、温度和精度,确保自己稳稳落地、安全回家。

“速度”控制恰到好处

航天科技集团五院相关技术人员介绍,神舟飞船在轨道上运行的速度大约为7.8千米/秒,接近第一宇宙速度。在如此快的速度下,要确保航天员的安全,就必须对返回地球后的最终着陆速度进行控制。

为实现这一目标,技术人员在飞船研制阶段开展大量试验验证和数据判读,保证飞船在着陆过程中逐步降低速度:返回前,由推进舱轨控发动机实施制动,降低轨道能量和轨道高度,确保飞船再入大气层;返回舱特定的气动外形,在进入大气层后依靠空气动力产生的阻力和升力减速;返回舱运动至距地面附近时打开降落伞,进一步降低速度;着陆瞬间开启返回舱底部的着陆缓冲发动机,最终将落地速度降低到一定范围内。

“温度”控制火候适中

据介绍,返回舱进入大气层后,将与空气发生剧烈摩擦,舱体表面局部温度可达上千摄氏度。为了确保舱内温度依然舒适,飞船控温的主要手段就是依靠防热结构对舱内进行保护。

为此,科研人员在舱体表面设计了防热涂层,敷设有一层烧蚀材料,当温度达到一定程度时烧蚀材料升华脱落,带走大量热量。

此外,返回前会实施“热控预冷”,提前将返回舱温度降低少许,使在入前舱内温度有一个较低的基准。

“精度”控制稳操胜券

可以说,神舟飞船返回犹如“万里中10环”,对于着力精度的要求极高,为使返回舱着陆在指定区域,就必须对飞船着陆点的精度进行控制。

为此,技术人员为神舟十三号飞船配备了一套“着陆轻功”:首先是返回轨道维持,调整飞船的轨道平面,使飞船星下点轨迹经过返回瞄准点;随后返回制动,通过制动的速度增量和发动机开机时刻,确保再入角和返回航程,为精准着陆提供保障;最后返回舱升力控制,进入大气层后,返回舱通过一系列姿态机动,巧妙利用空气动力产生的升力,进行航向和横向运动的控制,精准调整预定的着落点,最终平安返回。

神舟十三号已经圆满完成了本次飞行任务预定的各项要求,载誉凯旋。它的安全返回,标志着我国空间站关键技术验证阶段任务圆满收官,即将进入建造阶段。