神舟十三号采用快速返回技术已抵达地面,空间站还需多久能建成?

科学大妙想 2022-04-16 18:50:33

空间站是一种长期在低轨道运行的航天器,在太空中以各模块组装而成,空间站中有人居住生活的一切设备,人可以在其中长期生活,从而开展相关研究工作。具有很重要的科学实践意义,空间站的发展历程比较久,第一代空间站是最简单的单个模块的,在之后的数代空间站迭代中,以目前在轨运行的国际空间站来说,它是一种多模块桁架结构和积木式的混合结构的空间站。

国际空间站是一项国际合作项目,最初由16个国家联合建造,从1993年开始,直到2006年结束,建成后的国际空间站长110米,宽88年,质量接近450吨,内部空间约916立方米,差不多相当于三百平米的大房子,虽然大量的设备与器材占据了绝大多数的空间,让空间站内部空间看起来很拥挤,但是足可以容纳6-7名宇航员在其中生活。

早在1992年,我国就制定了载人航天工程三步走的战略方针,空间站是一项重要且必须要完成的目标。目前,天宫空间站建成在即,很快就将完全投入使用了。2021年10月16日,神舟十三号飞船与天宫空间站完成自主交会对接,三名航天员已经在太空中停留了半年的时间,在这半年时间中,航天员完成了2次太空出舱活动,航天员首次完成货运飞船与空间站的手动遥操作对接,这个名字看起来很陌生,它是不同于手控交会对接、自动交会对接的,它就像是我们在遥控操作电脑一般,比如我们经常帮别人远程协助电脑操作。航天员不用坐在货运飞船中,坐在核心舱里就可以完成,通过遥控远程操作货运飞船,视角也如同亲自驾驶货运飞船一般,这样可以减轻航天员操作方面的负担。

如今,神舟十三号已经返回地面,在返回的过程中,采用快速返回技术,这也是我国首次实施,这将缩短返回时长,从28个小时缩短至8个小时,神舟十二号返回时就用了28个小时。

神舟飞船返回的过程可以大致分为几个阶段:制动减速阶段、自由滑行阶段、再入大气层阶段、着陆返回阶段。制动减速阶段,字面意思,飞船得降低速度,并且在此过程中,需要进行两次调整飞船飞行姿态,为后续做准备。之后就是自由落体的阶段,也叫作自由滑行,在飞船距离地面还剩下140公里时,返回舱与推进舱分离,返回舱继续降低高度,当返回舱进入到稠密大气层之时,也就是距离地面100公里的高度,这时候返回舱承受很高的温度,返回舱的防护层正对着飞行的方向,在影视剧作品中,可以看到返回舱表面被烧得通红,拉着长长的火焰。

在距离地面10公里时,返回舱打开降落伞,速度进一步降低,降至一定高度后,打开反推发动机,最终的降落速度要降低至2-3m/s,着陆地面。快速返回是指减少这各个阶段中多余的时间,压缩各个阶段的时间消耗。对于载人的飞船返回,需要满足很多条件,发射有窗口,降落也有窗口,需要气象与通信条件符合条件才行,在此之前,返回飞船需要一直绕着地球轨道一圈又一圈的飞行来等待合适的时间,因此,减少绕地球飞行的圈数,也就减少了很多时间。做到这一步是不容易的,需要预先设置返回一体的程序,并调用两颗中继卫星进行测控,这其中的难度并不是这几个字就可以体现出来的。原先是绕地球十一圈,经过快速返回,只需要绕五圈,而绕地球一圈需要花费1个半小时。减少返回地球的时候,可大大增加航天员的舒适性,未来航天活动必定更加频繁,往来地球与太空之间,减少时间所需已是大势所趋。

2022年4月16日上午十时许,神舟十三号飞船顺利在东风着陆场着陆,飞行乘组在太空中执行任务历时183天,至此,空间站的技术验证阶段圆满完成,接下来就是空间站的组装阶段了。组装阶段共6次任务,分别是两次货运飞船的发射任务,2次载人飞船发射任务,两次实验舱段的发射任务,最终在太空轨道上组装成T字型空间站构造,而且这六次任务将在未来七个月之内完成,航天活动安排还是相当密集的,也就是说,七个多月以后,天宫空间站就建造完工了。

中国空间站从无到有,这背后是数代航天人努力的心血,如今,中国人已经能够在太空中驻留半年,并即将建成自己的空间站,这无疑是一次最伟大的突破。

0 阅读:18

科学大妙想

简介:在科学的海洋中扬帆起航