2021年10月16号,神舟13号飞船载着翟志刚、王亚平和叶光富三名航天员,前往天宫空间站进行为期6个月的太空出差任务。
历经183天后,神舟13号再次载着三名航天员,在东风着落场安全着落,从现场拍摄的画面中,能够准确的看出三名航天员状态良好,整个神舟13号任务也圆满的画上一个句号。
如果完整地观看神舟13号的着陆新闻,能够正常的看到在返回舱快要接近地面的时候,会冒出一道火光,并且伴随着轰隆声,不明所以的关注,此时充满了担心,以为发生了爆炸。
如果说爆炸也没错,但是这道火光以及类似的爆炸声,都是有意为之,是返回舱的智能系统在靠近地面的时候启动了反推发动机。
而伴随着在返回舱临近地面的这道火光,也就是在离地面1米左右启动反推发动机的目的,是让返回舱在着陆的瞬间,进行减速,也能够理解为刹车。
我们都知道,在返回舱返回地面的时候,大概分为三个阶段,在返回舱进入大气层后,会与大气层剧烈的摩擦,在释放大量热量的同时,也是给返回舱进行减速,当返回舱降落到10公里的时候,速度大概是180米/秒,这样一个时间段返回舱会放出减速伞,把速度最终控制在8米/秒左右,接近30码的速度。
这个速度虽然不会对航天员造成致命的伤害,但是航天员此时从太空中返回地面,身体此时正是虚弱的时候,如果以这个速度撞击地面的话,势必会对航天员的身体造成一定的伤害,为了给返回舱再次减速,就只有在快接近地面的时候,进行刹车了。
也就是在离地面1米左右的时候,4台反推发动机在10毫秒内同时点火,就好像临门一脚刹车,把返回舱的速度降到2米/秒的速度,这个速度加上防护座椅,基本就对航天员不会造成任何伤害了。
而如果对航天工程知道的朋友,一定会发现一个有趣的现象,那就是在美国人返回地球的时候,好像不用反推发动机,也就是在最终着陆的时候,没哟临门一脚刹车。
那么是美国人的体质好一些,抗撞击一些,还是美国人的技术水平高一些,不用反推发动机,就可以把速度降到一个无伤的水平呢?
都不是,因为美国的返回舱不是降落在陆地上,而是降落在海里,这么做的一个好处就是,海水在返回舱着陆的瞬间,有个减缓作用力的存在,虽然在地面以上最终的速度都在8米/秒,但是海面与陆地相比,却给航天员的冲击力更少。这就是怎么回事美国返回舱降落过程中,不用反推发动机的原因所在。
这么说吧!航天事业是代表人类科学技术结晶的系统性工程,而在系统性工程中,少一个程序或步骤,那么其容错率就会高一些,也就是说降落在海面,少了反推发动机,就少了一个步骤,那么其容错率就会高一些。
另外还有一点,就是陆地上土地都是有主的,在降落的时候对精度要求非常高,必须降落在自己的领土范围内,而海洋上就没这个要求,在碰到紧急状况需要返回地球的时候,航天员可以紧急返回,即便偏离轨道较大也无所谓,反正最终掉落在公海上,也不会有人来干扰。
但是降落在海上虽然对精度要求低,但是有个缺点,那就是长时间在海上,很容易让宇航员晕船,其他的还有进水沉没的风险。
从这能够准确的看出,虽然对返回舱的要求低一点,但是对地面指挥中心的反应速度,要求高一些,要在第一时间发现返回舱的将领地点,同时安排附近的船只以最快的速度赶到降落点。
以阿波罗11号为例,其降落的地点并不是在美国的海岸,而是在约翰斯顿环礁以南380公里,威克岛以东2660千米的地方,也就是说在太平洋之中。
而在7月12号,阿波罗11号还在发射台上的时候,美国就派遣了包括航母在内的多艘船只,前往太平洋中的搜救区域中,进行待命。在阿波罗11号返回舱降落海面后,派遣大量的飞机进行寻找,最终找到其位置,并把返回舱转移到航母上。
从这也能够准确的看出,降落海面的溅落式的回收,虽然在概率上来讲,对返回精度要求低一些,对宇航员安全系数要高一些,但同时对搜救队的要求高上不少,需要大量的舰船还有飞机提前进入到目标区域,并且在返回舱降落后,要在第一时间做出一定的反应,并且快速的锁定目标,因为在返回舱在海上呆的时间越长,那么风险系数就越大。
从上面的比较中,能够准确的看出溅落式的返回,也就是降落在海面上,也有其一定的优势,这也是美国选择这种降落方式的原因。
那么我国为什么选择降落在陆地上,而不是降落在海上呢?因为对自己最合适的,才是最好的
从地理位置上来说,美国两面环海,可供选择的区域要大一些,并且两面都非常广阔,而我国虽然也有数千公里的海岸线,但是很多都是紧挨着邻居,可选的空间也非常狭小。
另外一方面,我国神舟5号返回的时候,是在2003年,当时不比现在,舰船的数量上非常少,想跟阿波罗11号在太平洋上降落,对当时的海上搜救力量来说,非常吃力。
而在陆地上不同,虽然对返回的精度要求上高一些,但是能在地面上层层布控,搜救队员可以在指定区域进行待命,当返回舱降落后,通知附近的救援人员第一时间赶到现场。
而两种不同的降落方式,也延伸出两种不同的发展趋势,并在未来的太空探索领域中,发展重心也不同。
例如在嫦娥五号,特别是天问一号着陆火星的过程中,由于我国一直都是运用火箭反推技术,所以在这方面积累了大量的经验,即便是被誉为探测器坟场的火星,祝融号也能举重若轻的成功降落。
而反观美国方面,曾经很长一段时间,在降落火星的过程中,还是比较粗放的充气球式的保护降落,但是其最终在毅力号的时候,也选择了反推式的降落方式。
所以返回舱降落地面的两种不同方式,都是依据自己原因考量而决定的,在陆地着陆,对航天工程师们的要求要高一些,而降落海面的方式,则对海面搜救力量的要求更高一些。
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