文| 砚台纪实
编辑| 王不易
【前言】
神舟十八号飞船在经历了半年的太空任务之后,成功的返回地球,只用50分钟左右的时间就完成了着陆过程,这无一不预示我们国家的载人航天任务再次胜利!
这样的讯息也让大家的目光再次狙击在太空科技的较量中,而美国的载人飞船“龙”在10月中旬也顺利的完成了返航任务,溅落于佛罗里达州附近的海域。
与神舟十八号的快速返回不同,美国飞船的整个着陆过程消耗时间竟是我们的多倍!
神舟十八号乘组重返地球
2024年11月4日凌晨,神舟十八号载人飞船的返回舱在东风着陆场成功着陆,三名航天员叶光富、李聪和李广苏顺利返回地球。
在太空逗留长达半年的时间后,他们的平安归来标志着神舟十八号任务的圆满结束,也代表了中国载人航天技术的再一次突破。
在确保航天员安全返回方面,中国航天部门采用了一系列高精度技术和严谨的流程,保障了返回的顺利进行。
神舟十八号飞行任务的成功,不仅是中国航天在太空探索领域的又一重大成果,更是一场精密设计、复杂操作和科学保障的壮丽旅程。
整个返回过程包括多个关键阶段,每一个阶段都经过细致的计算和严格的演练,以确保航天员的生命安全和任务的顺利完成。
离轨制动是返回过程中最为关键的第一步,神舟十八号在脱离中国空间站后进入独立飞行状态,为了精准进入返回轨道,飞船需要进行离轨制动。
离轨制动的关键在于确保速度的适当减缓,使飞船偏离其原有轨道,并逐渐向地球大气层靠近。
这一过程中,需要对飞船的速度、角度和时间进行精确控制,任何偏差都可能导致偏离预定着陆点,甚至影响航天员的安全。
完成离轨制动后,神舟十八号进入自由滑行阶段,在这个阶段,飞船凭借惯性沿预定轨迹滑行。
自由滑行阶段的主要任务是逐步接近大气层,期间,飞船的姿态控制系统发挥作用,确保飞船在大气层再入前处于最佳角度。
飞船的角度非常重要,一旦角度偏离,飞船可能因过度摩擦而损毁,或因入角不足而无法正确再入大气层。
中国航天部门通过多次计算和调整,使飞船的姿态保持在最优水平,为下一阶段做足了准备。
再入大气层是整个返回过程最为惊险的阶段。神舟十八号返回舱在高速下重返地球时,与大气层摩擦产生极高温度,这对飞船的结构和材料是极大的考验。
为此返回舱表面覆盖了特制的防热材料,可以承受高达数千摄氏度的温度,确保舱内环境稳定,保护航天员免受高温威胁。
在再入大气层的过程中,返回舱会经历短暂的通信中断,这段时间称为“黑障区”。
由于高速摩擦产生的等离子体层阻挡了无线电信号,地面指挥中心无法实时掌握返回舱的具体情况,这无疑增加了任务的风险性。
但凭借过往任务的丰富经验和技术改进,中国航天部门对这一阶段有着充足的应对预案,为航天员的安全提供了坚实的保障。
在穿越大气层后,返回舱的速度虽然大幅下降,但仍然需要进一步减速,此时,开伞系统发挥了至关重要的作用。
打开减速伞,用于初步降低速度;随后主伞展开,进一步将速度控制在安全范围内。
这一过程中,降落伞的承受力、材料的韧性、展开的时间点等都必须精准计算,任何一个细微的误差都可能对返回舱的安全着陆产生影响。
着陆缓冲是返回过程的最后一步,也是保证航天员安全着陆的关键环节,在返回舱接近地面时,缓冲装置自动启动,进一步减小冲击力,为航天员提供平稳的着陆体验。
整个过程中我们国家经过详细的计算,耗时仅50分钟左右,不得不说他们真的很伟大!
在这场半年的“太空出差”中,航天员们不仅完成了任务,还带回了宝贵的数据和经验,为未来的航天探索提供了重要参考!
SpaceX龙飞船携四名宇航员返回地球
随着商业航天的蓬勃发展,美国私营企业与国家航空航天局(NASA)的合作逐步深化,标志性成果之一便是由SpaceX公司设计并制造的“龙”飞船。
作为首个由私营企业建造且获得NASA认证的载人飞船,“龙”飞船不仅成功承担了将宇航员往返国际空间站的重任,还改变了传统航天领域的游戏规则。
这一飞船的运行模式和技术成熟度表明,商业航天在载人航天任务中的地位和作用日益重要。
在最新的一次任务中,4名宇航员于2024年10月23日从国际空间站脱离,搭乘“龙”飞船安全返回地球,并在佛罗里达州附近海域顺利溅落。
这次任务不仅是“龙”飞船的第八次宇航员轮换飞行,也是SpaceX公司在商业航天领域的又一成功之举。
他们与10月23日17时05分脱离空间站,25日3时29分降落,整体的耗时34小时之多!
在这次任务中,4名宇航员在返回过程中得到了全方位的保护和支持,飞船的热防护系统能够有效抵御再入大气层时的高温,同时溅落着陆的方式也减小了返回过程中的冲击力。
这些设计上的优化不仅保障了航天员的生命安全,还让他们的太空之旅更加平稳。
然而,商业航天的发展并非一帆风顺,虽然“龙”飞船已多次完成任务,但此次返回原定于9月完成,却因波音公司的“星际客机”问题而被推迟至10月。
作为NASA商业载人计划的另一重要参与者,波音的“星际客机”项目自启动以来,屡次遇到技术障碍,使得这次搭载Crew-8的返回任务被迫推迟。
6月初,“星际客机”在执行任务过程中暴露出了一系列技术问题,NASA最终决定让“星际客机”返回地球进行进一步调整,同时延后了“龙”飞船的返回计划。
8天任务变8个月,宇航员健康出问题
波音公司开发的“星际客机”飞船承载着美国商业航天的重要一环,作为NASA商业载人项目中的一员,它肩负着将宇航员安全送往国际空间站的任务。
然而,在2024年6月5日的首次载人测试飞行中,“星际客机”虽成功将两名NASA宇航员送往空间站,但整个任务的进展却并不顺利。
飞行过程中,飞船暴露出氦气泄漏和推进系统故障等技术问题,迫使NASA推迟了其原定返航计划。
NASA在综合评估后认为,现阶段让宇航员乘坐“星际客机”返航风险较大,决定让两名宇航员继续在空间站滞留五到六个月。
波音“星际客机”的返航推迟凸显了商业航天任务中的技术挑战,在太空任务中,氦气泄漏和推进系统故障都是较为严重的问题。
氦气泄漏可能导致燃料输送系统的压力下降,进而影响推进系统的正常工作,而推进系统的故障则可能在关键时刻使飞船失去控制能力,甚至导致返航失败。
为了避免潜在的安全隐患,NASA决定将返航计划延后,等待波音解决这些关键技术问题。
由于返航计划的一再推迟,这两名原计划在太空滞留8天的宇航员,实际滞留时间却拉长到8个月。
长期在微重力环境中生活对宇航员的健康提出了严峻挑战,研究显示,长期暴露在微重力条件下可能导致肌肉萎缩、骨质流失和免疫系统的抑制,甚至会影响宇航员的心理状态。
NASA在此期间为宇航员制定了详细的健康管理计划,通过运动锻炼、营养补充和健康监测等方式来尽量减轻太空环境对身体的负面影响。
然而,即便有如此严密的健康管理措施,返航后依然有一名宇航员出现了健康问题,尽管NASA出于隐私考虑没有透露具体情况,但这种情况凸显了长期滞留对人体的影响。
面对不可控的技术问题和返航计划的多次推迟,宇航员的身体状况始终是航天任务中需要优先考量的因素。
NASA在其返回地球后,立刻安排了常规的医疗评估,以确保该宇航员能够得到及时的医疗支持。
尽管“星际客机”任务因故障导致滞留时间延长,但两名宇航员在国际空间站的工作依然硕果累累。
他们利用这段延长的任务期,进行了多项科学实验,特别是对微重力环境下的人体健康影响进行了深入研究。
此次“星际客机”任务的曲折经历,展示了商业载人航天领域在技术和安全保障上的挑战。
结语
从我们国家的圆满且快速完成飞行降落任务就可以看出,我们在航天的领域中,已经占据了一席之地!
在神舟十八号的任务执行中,三名飞行员也带回了近70斤的“特产”为试验品,在之后用于外星探索领域打开新的大门。
我们不断的向前冲,科技领域不断的实验和掌握新的储备知识,相信神舟十九号的回归也会带来更多的惊喜!