在4月30日同一天,我国的神舟十七号载人飞船以及美国的货运龙飞船都成功返回地球,其中我国神舟十七号飞船依旧是在东风着陆场降落,而美国的龙飞船则是在海面溅落。在着陆瞬间,我国的神舟十七号飞船底部还会冒出火光,美国的飞船却不会出现这样的情况,这到底是怎么回事?
着陆瞬间为何会冒火光
神舟十七号飞船在着陆瞬间冒出火光,这其实是正常操作,是安装在飞船返回舱底部的4台反推发动机启动进行最后的减速环节,所以大家不需要担心是不是飞船着陆过程中出现了问题。
事情是这样的,飞船在返航过程中速度相当快,需要经过一系列的减速才能安全着陆。虽然在下降过程中会打开面积达到1200平方米的降落伞,但是没法将返回舱的速度降低最低,下降速度还会达到7-8米每秒,相对来说还是比较快的。
作为神舟载人飞船安全着陆的最后一环,装在返回舱底部的4台反推发动机的正常启动就关系到飞船是否能够安全着陆。可以说,着陆反推发动机是神舟载人飞船上非常重要的设备,需要具备高可靠、高安全、高精度,研制难度还是非常高的。
因为着陆反推发动机必须在距离地面还有1米时,在10毫秒内同时启动这4台反推发动机,而且需要保证这4台反推发动机的推力在200毫秒内达到精准一致。这其实就相当难了,如果其中一台反推发动机出现工作异常,或者4台反推发动机的推力大小不一,都可能会导致返回舱落地姿态出现问题。
这其中就涉及到了在什么时候启动反推发动机、怎么在极短的时间内让4台反推发动机的推力达到一致,这是很难的。除此之外,返回舱的重量也是有限的,所以反推发动机的尺寸不能太大、重量不能太重,研制、制造的难度也相当大,技术要求其实是非常高的。
至于为什么要在1米左右才启动反推发动机,不能早点或者晚点启动,其实也很简单。试想一下,如果反推发动机在很高的地方就启动给返回舱提供一个向上的推力了,那反推发动机工作结束后,返回舱还是会继续下降,速度还是会很快,就达不到效果。
如果在距离半米、20公分的情况下才启动反推发动机,一样达不到效果。选择在1米的高度才启动反推发动机进行最后的减速,是科研人员经过大量的精准测算以及试验的基础上得出来的结论。
美国飞船为何不冒火光
两个国家的飞船在同一天返回地球,我们的飞船在着陆瞬间启动反推发动机进行最后的减速,在这个时候飞船底部冒出火光,巨大的推力还掀起了地面的灰尘,所以在飞船着陆点周围看起来就像是烟尘滚滚的景象。而美国飞船在着陆的时候却不会出现火光,这是什么原因?
目前全世界只有中国、美国、俄罗斯这3个国家具备载人航天的能力,这3个国家的载人飞船返航时的情况有所不同。例如中国、俄罗斯的飞船都是在陆地着陆,美国的飞船则是在海面溅落,也就是直接掉入大海。由于掉到海里,海水可以起到缓冲的作用,所以现在美国的龙飞船就不需要安装反推发动机,自然也就不会出现着陆瞬间冒出火光的情况。
这些国家选择不同的着陆方式,其实也没有说哪一种技术更加先进,适合自己的方式其实就是最佳的。在海里降落不需要反推发动机,在技术层面来看,难度可能要小一些。不过,在海里降落其实也存在一些问题的。
例如飞船在降落到海面时,由于海面天气的原因可能会受到风浪的影响,飞船内的宇航员可能会出现晕船的情况。要知道,在结束太空飞行任务返回地球时,宇航员的身体受到了一定的影响,需要慢慢恢复才能达到执行任务前的水平。这也是为什么宇航员在返回到地面出舱时,需要被工作人员抬着走,然后坐在椅子上面休息的原因。
飞船在陆地降落后,航天员在飞船内的姿态基本上就不会有什么变动,身体一般不会出现所谓的二次伤害。而在降落到海面后,飞船会因为风浪而出现摇晃的情况,舒适性肯定是大大降低,宇航员确实可能会出现晕船的情况。
而且,在海面上溅落时对跟踪和搜救能力要求高,如果遇到风浪等恶劣天气,搜救可能会面临更大的困难,导致宇航员在海面漂浮更长时间。前文我们提到在海面,飞船返回舱可能会摇晃,这样一来宇航员的体验感肯定是受到影响的。
除此之外,飞船返回舱在海面降落,需要确保在海面上不能出现漏水的情况,不然还是非常麻烦的,可能会导致宇航员窒息,甚至导致返回舱沉入海底。
当然,天气的问题其实也不是很大,因为现在天气预报还是很准的,如果发现飞船着陆海域的天气状况不是很理想的话,龙飞船就会延迟返回地球。在2022年4月26日,搭载4名国际空间站游客的Axiom-1奋进号载人龙飞船成功降落到海里,这次飞行任务就因为天气的原因延迟返航时间,他们原本是计划在国际空间站10日游,结果变成了17日游,“赚”了7天。
飞船到底在海面溅落还是在陆地着陆,其实也是根据实际的需要来确定的。不仅仅是现在的龙飞船,早在上世纪六七十年代,美国的“水星”、“双子座”和“阿波罗”飞船都是在海面溅落。
美国之所以选择在海面溅落,原因之一就在于美国三面环海,在海里降落更加方便,对飞船返回的精度要求没有那么高,不需要担心飞船返航过程中出现偏离轨道而砸到人或者建筑物。
虽然我们的神舟载人飞船、俄罗斯的联盟号载人飞船都是在陆地着陆,但并不意味着我们的飞船不能在海面着陆,一样具备溅落海面的能力。我们的航天员在训练过程中也会参加海上救生训练任务,其实就是为了避免飞船在返航过程中偏离轨道掉入海里的情况。如果我们的飞船不小心在海面溅落,飞船内的航天员可以知道怎么逃生。
虽然美国之前的几款飞船都是在海面溅落,但是并不意味着美国放弃在陆地着陆的方式。例如美国波音公司研制的“星际客机”飞船在2019年12月进行试飞,返航过程中就没有溅落到海面,而是在美国新墨西哥州的白沙导弹靶场着陆。
不过这艘飞船在着陆的瞬间没有出现火光的情况,这是因为它没有安装反推发动机,而是使用到了缓冲气囊。其实也是一样的原理,目的都是减缓飞船着陆时的速度。我们现在正在研制的新一代载人飞船也会采用气囊的方式进行最后的缓冲。
转载此文是出于传递更多信息目的。若来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请与本站联系,我们将及时更正、删除、谢谢。
https://www.414w.com/read/420324.html