神舟十八号已飞近3个月,返航时间确定:着陆瞬间为何会冒火光

时间过得很快,在2024年4月25日晚上发射升空的神舟十八号飞船现在已经飞行了差不多3个月时间了,这是我国发射的第7艘前往中国空间站的载人飞船,在此之前已经有6艘神舟载人飞船抵达中国空间站去执行飞行任务,每次飞行任务的时间都比较长,最长的达到6个月。

按照计划,神舟十八号飞船的飞行时间长达6个月,现在它已经飞行了差不多3个月时间,这也就意味着它飞行任务已经差不多过去一半了,预计还有3个月就会返回地球,也就是预计在10月下旬就会返航。

神舟十八号航天员在忙什么

现在神舟十八号航天员乘组已经“太空出差”2个多月,在这段时间内他们都在忙点什么呢?

根据官方的消息,在近期,神舟十八号航天员乘组完成了实验样品更换、全系统压力应急演练等工作,对燃烧科学实验柜中实验插件的过滤窗进行了更换,在后续还会进行沸腾换热与强化机理研究。

除此之外,航天员们还进行了空间站任务航天员在轨情绪识别和评价的研究,利用计算机和相应测试软件填写“心境状态”“正负性情绪状态”等问卷进行了颜色偏好测试以及情绪图片测验。

而地面的工作人员则会根据这些结果来对航天员们的情绪状态进行评估,探索空间站载人飞行任务期间,航天员的情绪变化规律,研究中长期太空飞行任务所产生的影响。

而在上个星期,航天员们和和地面的工作人员进行了“天地联动”,完成了一次全系统压力应急演练。

这次演练的目的是模拟空间站在遭遇到那些空间碎片撞击而出现内部失压情况时,在轨航天员们进行紧急处置的全流程。在演练中,航天员们模拟了判断、查找漏洞、进行堵漏等过程,顺利完成了模拟突发情况的处置。

在空间站进行这样的模拟演练其实是很有必要的,因为空间站的运行寿命一般都很长,像国际空间站已经运行了20多年时间,预计到2030年前后才会退役,而我们的空间站设计寿命也会达到十几年、二十年甚至更长。

这些航天器在轨飞行期间,会面临一系列的问题,其中一个威胁就是空间小碎片、空间小颗粒的威胁。虽然有一些空间小颗粒的尺寸很小,可能只有尘埃大小,看起来好像微不足道,但是由于空间站组合体飞行速度很快,而这些空间小颗粒、小碎片的飞行速度也相当快,如果这些小颗粒、小碎片撞击空间站,都可能会导致空间站出现一定程度的受损。

在飞行过程中,中国空间站天和号核心舱太阳翼就因为遭到了空间小颗粒撞击而受损,神舟十七号航天员在轨期间还进行了出舱维修,解决了这一个问题,神舟十八号航天员乘组也出舱给中国空间站安装了一些防护装置。

这其实是没法避免的事情,因为近地轨道的空间小颗粒、小碎片无处不在、数不胜数,而我们的空间站也没法完全避免这些小颗粒、小碎片。这样的问题,在国际空间站一样存在,之前国际空间站的舱段或者飞船都曾经多次出现过泄漏的情况,其中一个原因就是遭到了这些空间小颗粒、小碎片的撞击。

估计很多网友都还记得俄罗斯联盟MS-22号载人飞船,这艘飞船在轨飞行期间就曾经遭到了空间小颗粒撞击,导致飞船受损出现冷却剂泄漏的情况,最终俄罗斯不得不发射一艘不载人的联盟MS-23号载人飞船前往国际空间站把宇航员接回来,而受损的联盟MS-22号飞船则被抛弃了,采用无人飞行的方式重返地球。

飞船着陆瞬间冒火光

神舟十八号飞船返航时间其实已经是确定的了,神舟十九号飞船发射时间也确定了,基本上都是在10月下旬进行,而实际的实施时间可能会根据飞行情况或者着陆场的天气状况等因素进行微调。

虽然现在神舟十八号飞船还有差不多3个月才会返航,但是我们都知道飞船返航过程中都需要经过一系列的操作才能安全着陆,返航的过程可以说是惊心动魄的。

因为飞船在轨飞行期间,飞行速度相当快,接近地球第一宇宙速度7.9公里每秒,飞船从空间站组合体撤离后,虽然需要进行一系列的姿态调整,还会使用推进舱的发动机进行制动减速降低飞行轨道高度,在合适的位置再入大气层,但是再入大气层时速度还是相当快。

所以当飞船返回舱以极快的速度再入地球大气层时,气动加热效应很强烈,外部温度达到1000-2000℃。在经受这么高温的灼烧下,飞船返回舱外部就会被烧得黑不溜秋。

随着飞船高度不断下降,飞船速度还是很快,没法实现安全着陆,所以还需要进行更多的减速,包括打开减速伞进行减速。

借助面积高达1200平方米的降落伞,飞船返回舱下降速度可以下降到7-8米每秒,这个速度还是相对较快的,为了确保安全,返回舱在着陆的瞬间就会启动安装在底部的反推发动机。

相信很多网友都看到过载人飞船返回舱着陆的过程,在着陆的瞬间返回舱的底部会冒出火光,还会出现烟尘滚滚的情况。下面这张照片就是神舟十七号飞船返回舱着陆瞬间的画面。

这其实就是返回舱底部反推发动机启动产生的,借助反推发动机,返回舱的下降速度可以降到1-2米每秒,最终实现软着陆。这样的着陆速度可以确保飞船内航天员的安全。

美国载人龙飞船、阿波罗登月飞船在着陆的时候,都不会出现冒火光的情况,原因很简单,那就是美国的中心载人飞船返回舱都不是在陆地降落的,而是直接溅落到大海。

海水和陆地不同,水本身就能起到缓冲的作用,即使飞船返回舱着陆时速度可能还比较快,但是掉到大海其实问题不大,所以美国的载人飞船返回舱底部没有安装反推发动机,也就不会出现火光的情况。

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