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2024年11月4日凌晨,神舟十八号这艘承载着三位中国航天员的飞船,在完成既定任务后如期返回地球。
然而,神舟十八号返回舱在返回过程中一系列的表现,却引起了部分网友的质疑:神舟十八号落地瞬间冒火光、浓烟四起,为何美国的飞船不存在这样的情况?
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中美两国飞船返回方式截然相反的背后,究竟蕴藏着怎样的技术差异呢?
中美两国差距明显?信息来源:北青网
信息来源:北青网 2024年11月04日 关于“神舟十八号载人飞船返回舱成功着陆 神舟十八号载人飞行任务取得圆满成功”的报道
2024年4月25日,神舟十八号载人飞船从酒泉卫星发射中心顺利升空,三名航天员开始了他们为期192天的太空任务。
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在轨期间航天员们完成了组装和维护空间站、做科学实验等任务,为中国空间站的建设和发展贡献了很多。
这半年里他们不仅展现了中国航天人的智慧和勇气,还带上了全国人民的期望和祝福,和神舟十九号完成人员轮换后,神舟十八号便于11月3日脱离空间站,开始了返回地球的旅程。
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然而,飞船回来的路并不平坦,需要经历不少困难和风险,首先飞船要扛得住地球大气层的考验。
当返回舱以接近每秒7.9公里的速度闯入大气层时,会和空气产生剧烈的摩擦温度飙升,某些地方甚至超过1000摄氏度,这种高温能熔化很多金属。
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这足以说明返回大气层是一个极其危险的阶段,也是许多国家难以掌握载人航天技术的关键瓶颈。
于是为了保证航天员的安全,神舟飞船的返回舱用了多层隔热材料和一个大防热底,这样能有效抵抗高温。
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返回舱还得精准控制好姿态和速度,确保能按预定路线顺利下降,在距离地面约10000米的高度,返回舱会打开一个面积约1200平方米的巨型降落伞,进一步降低速度,这道“保险栓”是确保返回舱安全着陆的关键一步。
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然而,即使有了降落伞的减速,返回舱的速度仍然较高,无法完全保证航天员的舒适和安全,于是为了让神舟飞船的着陆速度更低,我们便采用了反推发动机的技术。
在返回舱距离地面约1米时,位于返回舱底部的四台反推发动机会在极短时间内(约10毫秒)同步点火,产生强大的反推力会将着陆速度降低至每秒1-2米。
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这一过程会产生强烈的火光和烟尘,这也令其成为了许多人关注的焦点,然而正是这看似“粗暴”的反推技术,为航天员的安全着陆提供了最后一道保障。
自中国载人航天工程启动以来,着陆反推发动机已经多次成功使用,确保了航天员安全返回。
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因此神舟十八号着陆时出现的火光和烟尘,不是非是技术落后,而是反推发动机工作的正常现象。
这种设计可以在极短时间内将着陆速度降低到人体可承受的范围,最大限度地保证航天员的安全。
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与我国不同的是,美国的飞船通常选择在海上着陆,因为海水存在一定的缓冲作用,所以美国不需要配备反推发动机。
两种着陆方式各有优劣,并不能简单地以是否存在火光和烟尘来判断技术的高低。
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并且这两种方式的选择也并非随意为之,而是基于各自的国情、技术条件和战略目标做出的权衡。
陆地着陆的好处是回收起来方便,可以迅速检查返回舱和航天员的情况,此外陆地着陆场的位置选择更加灵活,可以根据任务需求进行调整。
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不过陆地着陆需要非常高精度的控制,必须准确掌握返回舱的下降路径和着陆速度,以防意外发生。
神舟飞船的反推发动机就是为了应对这个难题而设计的,这项技术的难度极大,体现了中国航天技术的精湛水平。
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相比于陆地着陆,海上着陆的优势在于安全性较高,海水可以有效缓冲着陆冲击,降低对航天员的风险。
此外,海上着陆对返回舱的姿态控制要求相对较低,技术实现难度相对较小,不过海上着陆回收比较麻烦,需要专门的船和设备,成本也比较高。
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而且海上着陆容易受到天气等因素的影响,增加了回收的不确定性,美国SpaceX的“星舰”和载人龙飞船之所以都采用了海上着陆的方式,这与其商业航天的定位有关。
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值得一提的是,除了用反推发动机和海上降落,还有其他缓冲方式,比如“星际客机”用的是气囊来减震。
这种方式介于陆地和海上着陆之间,可以提供一定的缓冲作用,但也存在一定的风险和局限性。
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在不断完善现有载人飞船技术的同时,中国航天也在积极探索新的航天运输方式,其中便包括“昊龙”货运航天飞机的研发。
这款航天飞机旨在通过循环使用和安全着陆,减少空间站货物运输的成本,提高运输效率。
“昊龙”货运航天飞机
“昊龙”货运航天飞机不像一次性使用的货运飞船,它可以像普通飞机那样水平起降,还能多次往返地球和空间站,这种可重复使用的设计能大大降低航天运输的成本,提高经济效率。
此外,昊龙货运航天飞机的运载能力更强,可以运输更大、更重的货物,例如大型科学实验设备、空间站维护所需的零部件等,为空间站的长期运行提供更强大的支持。
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昊龙货运航天飞机的研发,体现了中国航天技术的前瞻性和创新性,它不仅可以满足当前空间站的货运需求,也为未来载人航天着陆方式的改进提供了新的思路。
在不远的未来,我们或许可以看到像飞机一样在机场跑道上平稳着陆的载人航天飞机,这将彻底改变人类的太空旅行方式。
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神舟十八号返回时看到的是火焰,而美国的飞船则是溅落时溅起水花,这两种不同的方式,其实反映了两国在技术选择和战略上的不同考虑。
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在面对困难时,中国航天选择了迎难而上,攻克陆地着陆的技术难题,这体现了中国航天人的勇气和智慧。
相信未来中国航天会继续努力,在探索宇宙的道路上,书写更多精彩的故事!
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主要信源:
1.原文登载于北青网 2024年11月04日 关于“神舟十八号载人飞船返回舱成功着陆 神舟十八号载人飞行任务取得圆满成功”的报道
2.原文登载于中国新闻网 2024年11月04日 关于“4台着陆反推发动机助神舟十八号乘组安全回家”的报道
3.原文登载于新京报 2024年10月30日 关于“‘昊龙’!中国自己的货运航天飞机长这样”的报道
4.原文登载于环球时报 2024年10月13日 关于“‘星舰’飞船在可控情况下溅落入海,马斯克发文”的报道