神舟十三号立即使用俄罗斯飞船返回地球的技术,返航时间缩短到4小时

近日来,国际上的局势复杂多变,美国等一些西方国家联合起来对俄罗斯实施各方面的制裁,一度使美国、俄罗斯、欧盟等共同建造的国际空间站处于尴尬地位,甚至引起不少人的猜测:俄罗斯控制着宇宙飞船的返回技术,如果双方冲突加剧的话,里面的美国宇航员怎么返回地球?

不过现在看来,俄罗斯算是非常够意思了。俄罗斯的航天公司没有抛弃这个国际合作,没有背离合作原则,把美国宇航员带回了地球。此举引来了世界人民的一片称赞,纷纷表示科学无国界,先进技术应该被用来造福全世界。

在俄罗斯宇宙飞船的这次返航中,一项快速返航技术引起了人们的注意,有了这项技术,宇航员的返航时间从一天缩短到了4小时!这是一项怎样的技术?与以往的技术有什么区别?它是如何做到4小时快速返航的?我国神舟十三号宇宙飞船返航时能否应用这项技术?

飞船返航技术概述

从总体上来说,一艘宇宙飞船从太空返回地球都需要以下4个阶段:制动减速、大气层外自由滑行、再入大气层以及回收着陆。下面我们来分别简单了解一下这几个阶段。

首先是制动减速阶段。在太空中,宇宙飞船和其他航天器(如国际空间站等)是结合在一起的,两者同步运动。在这个阶段,宇宙飞船要脱离其他航天器,然后经过两次姿态的调整,逐步建立返回姿态。准备工作进行完毕之后,推进舱制动发动机开始点火,给飞船提供一个反向的作用力,让飞船脱离原来的轨道,进入返回地球的新轨道。

然后飞船开始进入大气层外自由滑行阶段。上一个阶段提供反向作用力的推进舱制动发动机在完成了自己的任务之后,就必须选择一个合适的时间关机,让推进舱和返回舱分离。分离之后,推进舱的高度会逐渐下降,最终被烧毁,光荣牺牲;而返回舱则载着航天员在大气层外自由滑行,顺便调整一下自己的姿态,为下一阶段再次进入大气层做准备。

再然后,返回舱会在距离地面100公里的高度再次进入大气层,调整姿态,利用气动外形产生一点升力,抵消一部分下降的速度。这个姿态将一直持续到距离地面20公里左右的地方。

最后,返回舱到了距离地面大概有十公里左右的地方,是时候回收着陆了。这时,控制器会将降落伞弹出,经过一系列的操作,最终使返回舱平稳地降落在地面上。

快速返回技术

这四个阶段听起来都很复杂,给了我们每一个阶段都要耗费很长时间的错觉,但其实,耗费时间最长的是第一个阶段。以我国以往的神舟系列飞船为例,航天员在进入返回舱之后,由于缺乏相关的技术,要花费大约一天的时间,绕着轨道转十几圈,才能完成第一个阶段。

那么为什么这个阶段耗时最长?俄罗斯此次的快速返回技术又是如何缩短这一部分的时间的呢?

其实从上文的介绍中也可以大致看出来,第一个阶段之所以耗时长,是因为这个阶段飞船要准确地找到制动点火点,再经过一系列的姿态调整,从原来的轨道准确进入返回地球的新轨道。而准确地找到制动点火点是很难的,需要很高的技术,对航天员和操作员来说都是很大的挑战。

而此次俄罗斯将美国宇航员从国际空间站接回来时,在技术上做出了重大突破。国际空间站每天大约围绕地球转16圈,每圈耗时90分钟左右。俄罗斯选好了时间点,在一天之内飞船绕地球最后两圈的时候,准确找到制动点火点,开启返回程序,让飞船准确地降落到哈萨克斯坦境内。整个过程耗时仅4个小时。

神州十三号飞船目前概况

我国神舟十三号飞船目前已经在空间站工作了将近6个月了,在这六个月里,三名航天员开展了很多科学实验,进行了很多探索活动,还进行了太空授课。此外,王亚平作为我国首位执行出舱任务的女航天员,充分展示了巾帼不让须眉的风采,展示出女性的力量。

据中国航天科技活动发布会的消息,神舟十三号在完成各项任务之后,将于四月中旬采用快速返回技术返回地球。到时候,载人飞船在分离之后,会直接返回东风着陆场。据悉,酒泉卫星发射中心东风着陆场已经进行了多次综合演练,各种搜救力量都已经准备就绪,确保航天员顺利着陆。如果这项工作顺利完成,将是我国航天史上的重大突破。

我国航天事业的发展计划

神舟十三号宇航员任务完成之后,我国马上就会有六名宇航员继续在轨工作,让我国的航天事业持续稳定的发展

与此同时,我国的空间站即将从设计阶段进入到建造阶段,预计将会在年底正式竣工,然后投入使用。国际空间站退役之后,我国的空间站作为世界上唯一的一个空间站,必将发挥更大的作用,助力我国航天事业再上一个新台阶。

参考资料:

【1】 中国青年网 神舟十三号航天员乘组状态良好,正为四月中旬返回做准备 2022-04-01

【2】 环球网 倒计时!出差最久的神十三航天员们要回来了 2022-03-28

【3】 新华网 美俄宇航员乘坐俄联盟号飞船返回地球 2022-03-31

作者:余温 审核:sherry 校稿编辑:李子

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