中国航天宣布,目前我们国家的空间站一切运行顺利,三位宇航员预计4月返回地球!
2021年10月16日,我国的神舟十三号飞船搭载着三位宇航员进入太空。这三位宇航员是王亚平、叶光富以及翟志刚,从21年10月到22年4月,宇航员在空间站执行任务时长达6个月。
宇航员如何返回地球
执行完任务的宇航员如何回家?我国的空间站距离地球400公里,飞船返回时的速度必然是很快的,在太空进入地球时有很多不确定的因素。这个过程中会有摩擦的高温、不同环境的高压,这种情况下如何保证宇航员的安全就是最主要的考量。
飞船设计有推进舱,动力系统推动整个飞船的前进;推进舱前面是返回舱,宇航员所在之地就是在这个舱位。返回舱在设计上也下了不少功夫,需要有良好的密闭性以避免压强差,具有易散热的特点,因为返回值进入大气层摩擦会有很高的温度。通常很多太空垃圾,就被送入大气层烧毁。如果材质不能抵抗高温,将会面临烧毁的风险。
返回舱在表层涂了将近500公斤的石棉和玻璃等组成的复合材质,在高温下会融化,带走热量以保护返回舱。
返回舱从空间站分离之后,会脱离原本的飞行轨道,自由滑行一段距离之后会进到大气层。
20000平方公里东方着陆场
进入大气层之后,接下来就是着陆了。当返回舱下降到一定的高度,会出现黑障区,此时的返回舱将会与地面失联。此时也是最让人担心的阶段。
这一次返回舱着陆,计划在20000平方公里的东方着陆场降落。为什么返回舱降落需要这么大一块地方?
返回舱距离地面10公里,将会拉出主伞、减速伞以及引导伞。但是着陆的这个过程特别复杂,特别是还有黑障区增加了更多不确定性。降落伞在风的作用下,本身的移动方向就会有偏差。20000平方公里的着陆点,让返回舱平安地降落,不至于因为其他因素的偏差降落到威胁地带。
如果地方比较小,有人居住,可能会在着陆时撞到房子上或者其他地方。选择宽阔无人居住的荒漠是最佳去处。此外,这里全年的雨水比较少,一年都不会下冰雹发生。不管是气候还是地势都有较大的优势。
选择东方着陆场还有一种重要原因,为了节省推进器的消耗,飞船返回地球时将不再调整轨道。这种情况下,我们的返回舱进入大气层的点无法固定,所以着陆面积越大对于宇航员而言更方便。我们的东风着陆场有着2万平方公里的巨大面积,返回时着落更安心。
按照任务的执行,6个月载送一批宇航员进入空间站工作。所以,每年需要飞船返航至少2次。我们的空间站寿命预计10年,也可能会延长更久。那么也就意味着,我们固定好着陆点后,此地将会成为固定的着陆地。需要训练一批更加完整,常态化更为迅速的救援队。
相对比其他的着陆场,东风着陆场靠近酒泉卫星发射基地,这里的设备相对更为完善。如果要组织一支搜救队伍,此地将会更有优势。
着陆场太大,如何快速找到宇航员?
巨大的着陆场,能够让我们的返回舱降落的任何地点都是安全地带。不过如此巨大的降落场,宇航员到地之后要怎么找到呢?
降落前地面准备工作
为了能保证我们能快速找到所有的宇航员,地面的工作人员在宇航员着陆之前就开始做准备工作。地面上的人会提前熟悉环境,在每个地方进行勘探以及记录。熟悉2万平方公里的地面环境、坐标,确定好位置之后就能够尽快抵达。
在地面的搜救团,已经开展了针对性的演习方案,模拟了各种情况、不同复杂地形之下的完整方案。虽然着陆场是一块荒凉的沙漠,可地形并非单一形式。有沙漠地区,也有戈壁,更有山地。在不同的地形下,迎接宇航员的方式自然要有所调整。
对此,工作人员已经做好了万全的准备,来迎来我们的三位宇航员。以便于在不同情况下都能够安全、迅速做出反应。
定位系统
返回舱降落伞弹出后,雷达以及北斗定位此时就能帮助地面的工作人员了解降落的大致位置。大家会迅速做出反应,提前抵达宇航员可能会降落的位置附近。
无人机锁定
东风着陆场是一块荒地,这里地势平坦,且面积巨大,确实也比较适合返回舱降落。不过此地因为廖无人烟而且有较多的风沙,起风时刮起的风沙会让可见度降低。此时,也会有无人机在空中徘徊,查找宇航员具体的降落地点,来锁定跟踪。
如果天气不是特别好,有风沙的情况下,除了无人机,在空中也会安排直升机查看宇航员最终的降落点。返回舱降落之后,可以明显看见有一个红白圈的标记,方便无人机以及搜救人员快速找到。
迎接我们的三位宇航员返回地球是一件重大的事情,不仅会在返回前进行机器的检测,也会通过精确的计算来确保每个过程都万无一失。在返回时,地面的工作人员会做好充足的准备迎接宇航员的回家。
在卫星定位、地面人员搜索、以及空中无人机和直升机搜索的共同努力之下,会确保快速、精准找到宇航员落地地点。搜救人员确定好地点之后将会快速到达,帮助宇航员离开返回舱。
预计4月份,我们的三位宇航员成功返回地球,2022年将会再一次发送飞船搭载另一批宇航员进入空间站做其他方面的研究工作。
每一次的太空探索,都需要我们的宇航员冒着巨大的风险去执行任务,才能让我们了解到更多未知的太空,探索未知的领域。岁月静好,不过是有人在背后负重前行。等待着我们的宇航员平安返回地球,致敬所有的航天工作者!
参考资料:
宇航员怎样返回地球?期刊 知网 2012-06-05
作者:怡君 校稿编辑:李子