前言
2024年11月4日凌晨,漆黑的夜空中突然划过一道耀眼的光芒,神舟十八号飞船以震撼的姿态成功返回地球。根据新华社的报道,返回舱在东风着陆场顺利着陆。六个月前,它与三名宇航员在全国人民的期待中发射,全世界的目光都聚焦于神舟十八号的身上。此次返回同样备受关注,但许多人注意到返回舱着陆时底部火光四射,激起了浓厚的烟雾。
这一幕让人不禁担心,难道发生了意外?舱内的宇航员是否安全?直播间有人评论道:为什么美国飞船返航时没有如此浓烟?
返回过程的挑战
在神舟十八号返回舱环绕地球飞行时,飞船的速度惊人,接近每秒八公里,相当于每小时飞行两万八千公里。为了确保三名宇航员安全着陆,必须将速度控制在人体可承受的范围内,速度越慢越好。
这一过程的难度可想而知,任何失误都可能导致严重后果。飞船在脱离空间站后会继续飞行,期间需要多次调整姿态,各个舱段按照既定程序分离。当飞船接近地面时,返回舱与推进舱会分离。
真正危险的阶段是在返回舱进入大气层后,许多国家因此无法完成载人航天任务。进入大气层后,空气摩擦使返回舱的温度骤升,部分区域温度甚至超过1000度,这足以融化许多金属。
中国的第二位女航天员王亚平曾描述,返航时感觉自己被高温包围,透过舷窗能看到外面炽热的景象,伴随噼里啪啦的声响。这正是许多国家虽能发射卫星,却难以成功发射载人飞船的原因。
神舟十八号着陆为何浓烟四起?
在距离地面约10000米时,返回舱会打开面积达1200平方米的降落伞,提供巨大的风阻,显著降低速度。降落伞的顺利打开是返回舱安全着陆的第一道保障。此外,返回舱在伞降过程中还需通过底部的反推发动机进一步降低速度,这就需要抛掉底部的隔热装置。
有人问,既然要抛掉这两个设备,为什么一开始不去掉?其实,这两个隔热装置是必需的,主要用于保护反推器和其他设备不受高温损害。进入大气层时,返回舱底部摩擦力最大,如果没有隔热装置,反推器可能会因高温损坏。
如果底部的隔热装置无法抛弃,反推发动机就无法正常工作,着陆时的冲击力也会增大。反推器相当于第二道保障,因降落伞的作用有限,无法将返回舱的速度降到平稳状态。因此,当返回舱距离地面还有一两米时,底部的四台反推发动机会全力启动,将速度降低到1-2米每秒,使宇航员几乎感觉不到冲击。
反推发动机启动时,底部火光四溅,反推器的推力将地面的烟尘吹起,造成了浓烟四起的景象。
美国的降落方式
美国飞船的降落方式与中国不同,通常选择在水面着陆。由于海水能直接缓冲,他们的返回舱底部没有反推发动机,因此不会出现火光和烟尘。如果美国飞船在地面着陆,也需使用反推器缓冲,但由于技术难度较大,他们未采取这一措施。
反推器的点火偏差要求极高,需在距离地面一米时同时点火,确保四台发动机推力一致。任何微小的偏差都可能导致飞船侧翻,危及宇航员安全。因此,陆地降落对技术的精细度要求更高,从这一点来看,中国的载人飞船降落技术在某种程度上超越了美国。
在十月底的航天发布会上,技术人员介绍了昊龙货运航天飞机的发展情况。这款货运航天飞机的设计目标是实现循环利用和稳定着陆,配备硕大的机翼以提升降落的平稳性。如果投入使用,将大幅降低中国空间站的货物运输成本。
发射时使用火箭,返回时则像客运飞机一样滑翔着陆,完全不需要反推器,从而避免了烟尘和火光的产生。
结语
这次神舟十八号的成功返航标志着中国航天技术的又一次进步。尽管我们频繁发射卫星和载人飞船,对世界上大多数国家来说,这仍是难以企及的梦想。我们这一代人能够见证中国航天事业的飞速发展,实属幸运。