024年11月1日,神舟十八号和神舟十九号的航天员们在太空中进行了一场历史性的交接仪式,完成了象征性的“空间钥匙”交接。
至此,神舟十九号航天员完全接手了中国空间站的运营和管理工作,而神舟十八号也即将踏上撤离中国空间站的旅程。
原计划5天的太空交接,只用了不到三天就顺利完成,这种效率也让人们看到了中国在空间站常态化运营方面的进步。
神舟系列飞船每次从太空返回,都会带回一系列珍贵的“太空特产”,这些特产主要是指在太空环境中进行科学实验所获得的样品和成果,它们的重量因任务而异。以神舟十七号为例,其带回的太空特产总重量达到了约31.5公斤,涉及23项科学实验项目,涵盖了生命实验样品和材料科学实验样品两大类。
神舟十八号飞船的航天员自今年4月升空以来,在中国空间站已经度过了超190天的在轨时长,取得的成果更是超乎寻常。
虽然目前还没有公布携带物品详情,但可以肯定的是也将为中国的航天研究带回大量重要数据和技术经验。
神舟十八号航天员的返回之旅即将开启,官方已经公布了返回舱将采用快速返回模式5圈7.5小时方案返回地面,再入返回阶段将耗时50分钟。
根据计划,神舟十八号将于11月4日凌晨1点左右降落在东风着陆场,而在11月3日下午16点,叶光富、李聪和李广苏三名航天员已经完成撤离前的各项准备工作。
在神舟十八号返回前,东风着陆场也在紧张地进行准备。10月31日晚至11月1日凌晨,东风着陆场的搜救力量开展了最后的全系统综合演练,确保在神舟十八号着陆的那一刻,搜救工作可以即刻展开。
不过对神舟十八号航天员乘组而言,这次回归地球的旅程既充满期待,也伴随着一定的风险。
首先,这次返回的时间恰好是凌晨,此次搜救的最大难点在于黑夜中复杂的戈壁地形和极低温度。
黑暗和低温给搜救队伍增加了难度。凌晨时分,东风着陆场的气温偏低,加之漆黑一片的环境,搜救工作面临极大的考验。
为了确保搜救队伍的顺利行动,东风着陆场配备了多种照明设备,即使是在漆黑的夜晚,依然可以做到“黑夜如昼”。
考虑到凌晨低温,救援队伍备好了御寒物资和热食保障,帮助航天员在着陆后迅速恢复体温。着陆场团队还多次演练,确保设备和程序在黑暗、寒冷的环境中顺利运行。
搜救人员还为航天员准备了各种御寒物资,包括睡袋、盖毯等,甚至还有热腾腾的食物等待他们归来。
除此以外,每一次飞船从外太空重返地球时,都需要经过一段考验极限的旅程:再入大气层。
这一过程中,神舟飞船不得不经历超高温和极端减速的双重考验,稍有不慎就可能造成灾难。当返回舱向地球进发时,它的速度远远超过了音速,达到每秒约7.9公里。这样的高速下,飞船冲进地球的大气层后,与空气发生剧烈摩擦,产生了巨大的动能转化为热能,导致返回舱周围温度急剧升高。
此时,返回舱表面温度会飙升到1000℃甚至更高,迎风的正面更是承受着可怕的1500℃的炙烤。
这种高温考验绝非普通材料所能承受,为了防止返回舱在高温中解体,飞船外部被涂上一层特制的烧蚀材料,否则返回舱将瞬间被烧毁。这种材料与普通的隔热材料不同,它不仅能耐受高温,而且在高温下会脱落,带走大量热量,从而为返回舱提供有效的防护。
大家看到返回舱“黑不溜秋”地降落,正是这些烧蚀材料在高温中“牺牲”所留下的印记。
然而,高温还不是唯一的考验。随着返回舱与大气接触,一层等离子体云在舱体周围形成。这层云将返回舱包裹,导致无线电信号无法穿透,进入几分钟的“黑障期”。
在这段时间里,地面指挥中心与返回舱之间的通信完全中断,航天员与地面暂时“失联”,地面指挥只能等待信号重新接通的那一刻。
尽管“黑障期”仅持续短短几分钟,但这几分钟的失联却是整个任务中最惊心动魄的时刻。
任何故障都可能在失联期间发生,而此时地面无法提供帮助,这就要求返回舱在轨道设计和姿态控制上要达到极致精准。当返回舱穿越大气层时,还要面临巨大的减速压力。返回舱以数千米每秒的速度飞入地球大气层,在短时间内要减速至接近零。
减速带来的过载力通常能达到几倍于地球重力的水平,航天员承受的加速度让身体被紧紧压向座椅,稍有不慎就可能对身体造成损伤。
为了减轻过载对航天员的影响,返回舱内部设计了特殊的座椅,同时航天员也会采取特定的姿势以分散压力,减少对身体的冲击。
穿越大气层后,返回舱终于接近地面。此时,另一个关键系统——降落伞装置将派上用场。
返回舱在高温烧蚀阶段完成后,开始逐步减速,并最终在较低高度处释放降落伞,缓慢下降。
降落伞的打开分成多个阶段,从引导伞到主降落伞层层展开,控制返回舱的下降速度。
降落伞展开稍有提前或延迟,都会影响到最终的着陆效果,因此降落伞系统必须经过严格测试和调校,以确保每次返回都能达到理想的减速效果。当返回舱接近地面时,为了减轻着陆冲击,缓冲装置会在最后时刻启动,确保航天员能够平稳地着陆。
这一系列装置共同作用,最终才让返回舱安全、平稳地降落在地面。
等待已久的地面搜救团队便会迅速上前,将航天员从返回舱中迎接出来,完成这场漫长而危险的“回家之旅”。
神舟十八号的返回并非简单的降落,而是一场充满挑战的极限之旅。
为了让航天员顺利从太空归来,航天技术人员反复测试和优化,确保返回舱在高温、通信中断和极端减速中都能稳定运行。
返回地球是每一次航天任务的最后一步,但却是至关重要的一步,它展示了航天技术的成熟与突破,也象征着人类不断探索宇宙的勇气和智慧。
预祝神舟十八号能够顺利平稳着陆,期待航天员们挥手亮相的那一刻!