神舟十八号返回过程中,曾在黑障区遭遇到了2000℃极端高温的烧蚀。
返回舱进入黑障区表面温度达2000℃
按理说这样的极端高温下,返回舱外层应该被烧得滚烫,那降落伞也就很难幸免,极有可能会被烫坏了。
但现实情况却恰恰相反,1200平米的降落伞,竟然没有一处损坏。
1200平米降落伞完好无损
这到底是怎么回事呢?
极端高温下,降落伞为何能安然无恙?
这里大川先带大家了解下,返回舱返回时为了应对2000℃的极端高温,都做了什么准备。
在黑障区,返回舱表面的极端高温,是返回舱表面与大气分子摩擦生热产生的,为了应对这样的高温烧蚀,返回舱表面是被涂了一层特殊防高温涂层的。
这层涂层正常状态下是固体状态,但是在极端高温下却会直接从固态升华为气态,就像干冰在常温下升华为二氧化碳一样,整个升华的过程会带走大量的热量。
返回舱在黑障区里,需要行驶差不多5分钟的时间,只要能够保证涂层的量够撑住这5分钟的,就能保证返回舱内部不会遭到高温入侵。
神舟十八号返回舱
除此之外,返回舱外部的防高温涂层下,还有一层特殊的蜂窝状结构,里面填充的都是最先进的特殊防高温材料,也能够起到阻隔高温的作用。
这样一来,就算第一道防线失灵了,这第二道防线也能够保证舱内航天员的生命安全。
返回舱蜂窝状结构清晰可见
基于此,即使返回地面的返回舱,表面被烧得焦黑,里面其实也没有受到任何高温的影响,温度一直维持在20℃左右。
至于返回舱外层的降落伞。
虽然返回舱的两道防高温防线能有效阻止热量侵入返回舱内部,但装置降落伞的外层部分,却仍会遭到上百摄氏度高温的威胁。
返回舱降落伞
如果换作是我们衣服上的这种布料,上百摄氏度高温的威胁下,早就可能被烤糊甚至发生自燃了。
但返回舱降落伞所采用的特殊布料(高强度芳纶纤维材料),在理论上却能承受最高400℃左右的高温烧蚀,这样一来,降落伞舱内的高温,也就很难对其构成破坏了。
1200平米降落伞是如何工作的?
对于返回舱的降落伞而言,能扛住高温,才仅仅是它所艰巨的任务的一个前提。
如何保证返回舱的速度,能在距离地面10公里高度,从180米每秒左右减到一个可接受的范围,甚至是0,才是降落伞最艰巨的任务……
减速才是最艰巨的任务
普通民用、军用降落伞,肯定是无法做到的。
返回舱的降落伞,都是经过专门制作加工而成的,尽管整个降落伞的展开面积能达到惊人的1200平方米,但由于使用的都是特制的高强度芳纶纤维材料,折叠成伞包的重量,最后却仅有90公斤左右。
1200平米降落伞只有90公斤
伞绳用到的同样也是用高强度芳纶纤维材料制作的,这种材料做出来的伞绳虽然直径只有2.5毫米,还不如一根鞋带粗,但是理论上却能承重300公斤。
也就是说,就这样一根绳,就能轻松吊起4个70公斤重的成年人,就是这么夸张。
以至于即使返回舱的重量高达3吨,上百根伞绳也能轻松拖住它减速……
就问问你牛不牛吧
当然了,尽管返回舱的降落伞这么厉害,但开伞也是有讲究的,如果一下就把伞全部打开,打开的瞬间空气极有可能会把伞给撑破。
因此,开伞就成了个技术活,通常先打开的是引导伞,等返回舱速度降到80米每秒左右,才会再开启减速伞,然后由减速伞再带出主伞减速,而主伞的展开也是从一个小口慢慢展开的,这样才能保证,降落伞给返回舱减速的过程中,不至于出现损坏的情况。
返回舱开伞也是技术活
而为了确保整个返回过程,不会出现意外,返回舱除了正常的降落伞外,还额外配置了备用伞,当主伞出现故障无法正常使用,备用伞就会自动弹出,代替主伞进行工作。
这也算是给航天员又上了一道保险……
写在最后
返回舱的减速过程,虽然降落伞扮演了一个非常重要的角色,但是降落伞为返回舱减速,减到落地前,也只能把速度减到8米每秒左右。
如果返回舱以这样的速度坠地,就算摔不坏,里面的航天员肯定也会受到重创。
因此,返回舱返回还有最后一道减速保险,也就是返回舱底部的火箭反推发动机。
神舟号飞船标准着陆示意图
当返回舱下降到距离地面1米高度时,返回舱底部的4台火箭反推发动机才会开始工作,4台发动机同时点火向上反推,能够再给返回舱减速,将它的速度降至1米每秒左右。
这个时候,就算返回舱坠地磕了一下,里面的航天员也是不会受到伤害的……