文| 憑欄
編輯| 憑欄
前言凌晨的東風著陸場,三位航天員葉光富、李聰、李廣蘇,乘坐神舟十八號順利返航。
我們的飛船降落,通常隻有一個大大的降落傘,在落地的瞬間返回艙底部還會冒火光。
反觀美國的飛船降落,光降落傘就有四個,著陸時返回艙也不會底部噴火,這背後的技術差距有多大?
順利返回神舟十八從4月25日發射升空,到11月4日返回地球,歷時超過六個月,期間宇航員們完成瞭空間站核心艙建設、科學實驗、與神舟十九號乘組在軌交接等重任。
昨夜,神舟十八號從空間站組合體撤離開始,到最終著陸東風著陸場,整個過程,每一個環節都緊密銜接,環環相扣。
飛船降落過程涉及到姿態調整、艙段分離、大氣層再入、傘降減速、反推發動機緩沖等,一系列復雜的技術環節,確保每一個環節的完美執行,是整個航天任務成功的基礎。
神舟十八號的返回過程卻異常順利,每一個環節都精準無誤,這和神舟十八采用的降落技術有很大關系。
神舟十八號采用環繞5圈的快速返回技術,在這個過程中,飛船需要在距離地球約340公裡的軌道上,以每小時約27000公裡的速度運行。
這五圈環繞不僅僅是簡單的繞行,而是一個復雜的軌道調整過程,通過不斷微調飛船的姿態和速度,為最終的返回做好充分準備。
這種快速返回模式,在以往的神舟飛船任務中並不常見,需要對飛船的軌道進行精確的計算和控制,確保飛船能夠在正確的時機和位置進行再入。
對地面測控系統尤為重要,搜救隊伍必須迅速到位,然而,中國航天人迎難而上,最終成功實現瞭快速返回,將航天員安全送回地球。
這不僅縮短瞭航天員在返回過程中的等待時間,也為未來的載人航天任務提供瞭寶貴的經驗。
環繞5圈的快速返回技術,是中國航天在高精度控制和軌道設計上取得的重大突破,意味著中國航天技術正朝著更加高效、更加安全的方向邁進。
技術差距神舟十八號飛船是在陸地著陸,需要在返回艙底部安裝反推發動機,以便在著陸瞬間進行緩沖,減輕沖擊力,保護航天員的安全。
在著陸前1米左右,神舟十八號啟動反推發動機,並在10毫秒內完成四臺發動機的同時點火,在200毫秒內保證推力精準一致,這難度相當之大,稍有差池就可能導致飛船姿態失控。
然而,中國航天人憑借著過硬的技術實力,攻克瞭這一技術難關,確保瞭神舟十八號的安全著陸。
陸地著陸方式的優勢在於,可以方便地對返回艙進行回收和維護,有利於後續的數據分析和技術改進。
美國載人龍飛船采用的海上著陸方式,與神舟飛船的陸地著陸形成鮮明對比。
龍飛船在完成再入大氣層的過程後,會直接降落在預定的海域,這一過程中,飛船利用大氣層的摩擦力進行初步減速,隨後依靠降落傘系統進一步降低速度。
最終,飛船會以相對溫和的速度落入海中,海水的浮力和阻力自然地起到瞭緩沖和減速的作用,省去瞭反推發動機的復雜操作。
這種方式的優點在於成本較低,技術難度相對較小,然而,海上著陸也存在一些不足之處。
海上著陸的安全性也受到海況的影響,如果海況惡劣,可能會對航天員的安全造成威脅。
除瞭著陸方式的差異外,神舟十八號和美國載人龍飛船在降落傘的使用上也存在差異。
神舟飛船采用單傘降落,而美國載人龍飛船則采用多傘降落。
神舟飛船選擇瞭單一大型降落傘的方案,這個主傘直徑達到瞭驚人的1200平方米,這種設計簡化瞭降落系統,減少瞭可能的故障點,同時也能提供足夠的減速效果。
相比之下,美國載人龍飛船采用瞭多傘降落系統,通常它會首先釋放兩個引導傘來穩定飛船姿態,隨後展開四個主降落傘,即使一個降落傘失效,其他降落傘仍能確保安全著陸。
多傘降落的優點在於穩定性好,抗側風能力強,但傘之間容易發生纏繞,增加瞭技術難度,兩種方式都經過瞭嚴格的測試和驗證,不同的技術沒有優劣之分,更多的是基於各自的國情和技術積累。
神舟飛船的陸地著陸和單傘降落方式,展現瞭中國航天技術在精準控制、可靠性、安全性方面的突出優勢,也為未來航天器研制提供瞭寶貴的經驗。
航天新時代神舟十八號的成功返回,令人振奮,但這僅僅是中國航天征程中的一個節點,放眼未來,載人航天技術將朝著更加高效、更加經濟、更加可持續的方向發展。
傳統的載人飛船,無論是中國的“神舟”系列,還是美國的“載人龍飛船”,都依賴於一次性的返回艙和復雜的減速系統。
一次性返回艙的使用意味著每次任務結束後,飛船都必須完全退役,無法重復使用。
而中國正在研制的昊龍貨運航天飛機,它的設計理念強調可重復使用,能夠在完成任務後進行回收和維護。
這種設計不僅簡化瞭返回程序,降低瞭返回風險,更重要的是,它使得航天飛機可以重復使用,大大降低瞭空間站貨物運輸的成本。
中國航天已經開始佈局未來,著眼於發展可重復使用的航天器,以降低航天運輸成本,提高航天活動的效率。
從“神舟”到“天舟”,再到“昊龍”,中國航天正一步一個腳印地朝著更高的目標邁進。