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神舟十四号飞船的凯旋之路

2022-12-05 06:31:48 | 来源:
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  神舟十四号载人飞船返回舱成功返回地面之前,将经历分离、制动、再入、减速、着陆缓冲5个阶段。

  分离与制动阶段

  此次返回仍然采用“快速返回方案”,即:神舟十四号在与空间站组合体分离后绕飞5圈就开始返回地面;之后,位于前段的轨道舱与中段的返回舱分离;返回舱、推进舱两舱组合体再通过制动变轨,使舱体从近400公里的圆形轨道变成近地点低于100公里的椭圆轨道;随后,推进舱和返回舱分离,返回舱以精确计算的再入角度进入地球大气,推进舱在穿越大气层时烧毁。

  再入阶段

  神舟十四号返回舱的外形像一个上窄下宽的大钟,再入之前,舱上自带的发动机会将返回舱调整为大底朝前的配平状态,以升力控制的方式再入。再入的过程中,返回舱和大气层空气剧烈摩擦,形成包裹住返回舱的等离子区,造成地面与舱体之间信号中断,这段时间被称为“黑障区”,在这个过程中,地面无法通过任何遥控方式对飞船进行控制,依靠飞行器全自动处理。

  减速阶段

  在距离地面40公里左右时,飞船已基本脱离“黑障区”。返回舱上安装了静压高度控制器,通过测量大气压力来判断所处高度。当返回舱距离地面10公里左右时,静压高度控制器会给出一个信号,引导伞、减速伞和主伞相继打开。三伞的面积从几平方米增大到几十平方米再到1000多平方米,通过这样逐级开伞的方式以减小过载,保护航天员。另外,为防止减速伞和主伞张开瞬间承受的力太大,在开伞时会处于收口即半打开状态,工作几秒后再完全打开。同时,为了保证航天员的生命安全,提高回收着陆系统工作的可靠性和安全性,返回舱上还配置了备份降落伞。飞船一旦检测到故障,就会按照预定程序切换到备份降落伞工作状态。

  着陆缓冲阶段

  防热大底是飞船进入大气层后的“铠甲”,等主伞完全打开后不久,返回舱就会抛掉这身“铠甲”,伽马高度控制装置开始工作,通过发射伽马射线,实时测量距地高度。当返回舱降至距离地面1米高度时,底部的伽马源发出点火信号,舱上的4台反推发动机点火,产生一个向上的冲力,使返回舱的落地速度进一步降至3米/秒。同时,安装缓冲装置的航天员座椅会在着陆前开始抬升,使冲击的能量被缓冲吸收,充分保证航天员落地的舒适性,体现了飞船设计“以人为本”的理念。

  返回舱安全着陆后,为保证地面搜救系统及时搜索到返回舱,除布设一定数量的雷达,跟踪测量返回舱轨道并预报落点位置外,返回舱上还安装了自主标位设备,告诉搜救人员“我在这里”。

  整个返回过程的顺利进行,离不开航天科技集团五院各个分系统的参与。GNC(制导导航与控制)分系统负责飞船在制动和进入大气层阶段的姿态控制;热控分系统、结构机构分系统的舱外表面防热材料、防热涂层以及缓冲装置全程保障航天员的生命安全;回收着陆分系统通过降落伞精准制动,在着陆缓冲发动机的帮助下稳稳落地;测控分系统、数管分系统、总体电路分系统则扮演了“天地传音”和“智能网络”的角色,提供能源、收集整理数据和传递信号,确保全程零差错。(来源:科技日报) 【编辑:叶攀】


  《 神舟十四号飞船的凯旋之路 》( 2022-12-10 18:03:12版)
(责编:admin)

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