激动人心的时刻!神舟十五号返回舱已经成功降落在东风着陆场,三位航天员费俊龙、邓清明、张陆,都已安全回到地球上。随着神舟十五号航天员乘组的平安凯旋,也宣告着神舟十五号任务取得圆满成功。
在太空中的186天里,神舟十五号乘组进行了4次出舱任务,安装和调试了各种空间科学载荷。他们进行了两次空间站在轨交接任务,从神舟十四号乘组接过空间站钥匙,又将其移交给神舟十六号乘组。神舟十五号乘组刷新了中国载人航天的多项纪录,包括最长任务时间、最多出舱次数。
从神舟十五号返回舱来看,外表黑黢黢的,有过被高温灼烧的经历。可以想象,返回舱当时经历了剧烈的燃烧。那么,神舟十五号返回舱为什么会被高温燃烧呢?航天员乘坐飞船返回时究竟经历了怎样惊心动魄的过程?
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神舟十五号载人飞船由三部分组成,分别是轨道舱、返回舱和推进舱。在准备返回地球时,神舟十五号的三位航天员穿上舱内压力服,然后进入返回舱,并关闭舱门。在确保返回舱内是完全密闭之后,神舟十五号飞船载着三位航天员撤离中国空间站。
就像神舟十三号、十四号那样,神舟十五号也是采用快速返回技术。神舟十五号撤离空间站后,通过精确的轨道预报技术,只需绕地球飞行5圈,就能进入返回轨道。相比之下,神舟十二号飞了18圈。绕地球飞行每圈耗时约90分钟,所以神舟十五号的返回时间可以节省19.5小时。
神舟十五号进入最后一圈飞行后,东风着陆场与其轨道平面共面,这样神舟十五号就能瞄准预定着陆场进行着陆。这与发射时相类似,只有等到酒泉发射场与中国空间站的轨道平面共面之时,运载火箭才会点火升空,这样才能把神舟飞船送入便于对接空间站的轨道。
进入最后一圈飞行时,神舟十五号的轨道高度,已从撤离时的400公里降到380公里,此时飞船的速度约为每秒7.7公里。神舟十五号的返回之旅,就是要让飞船不断减速,直至最终着陆时速度变为0。但要把如此快的速度降为零,不是一件容易的事情。
神舟十五号的飞行方向是轨道舱在前,返回舱居中,推进舱在后。飞船先进行第一次姿态调整,整体转动90度,然后轨道舱分离。接着进行第二次姿态调整,推进舱返回舱组合体再转动90度,让推进舱朝前,返回舱朝后。
推进舱的反推火箭启动,开始进行大约3分钟的制动,飞船的速度不断降低,高度随之不断下降。推返组合体在无动力飘落了大约20分钟后,高度下降到145公里,推进舱随即分离。
接下来,返回舱的再入攻角建立非常关键,这个角度要控制在大约1.6度。如果角度过大,返回舱会一头扎入大气层烧毁。如果角度过小,返回舱会被大气层弹射到太空中,就像打水漂那样,无法正常再入大气层。
返回舱以合适的角度再入大气层,随着高度不断降低,大气层变得越来越稠密,而返回舱此时的速度高达每秒数公里。返回舱在大气层内高速飞行时,与空气发生剧烈的相互作用,从而产生十分强大的气动加热效应,这可以让返回舱外表的温度上升到两千摄氏度。
为了对抗返回时的极端高温,返回舱底部的隔热大底覆盖着蜂窝状的防热材料,它们会剧烈燃烧,然后从返回舱表面剥离,从而带走大量的热量。此时,航天员在舱内可以看到舷窗外面被烧得通红,伴随而来的是尖锐的呼啸声。
在80公里高时,返回舱进入了黑障区,舱外高温形成的等离子体干扰了通信,使返回舱暂时失去与地面的无线电通信。直到高度下降至40公里,返回舱才会飞出黑障区,并恢复与地面的通信。
在自由下落了30公里之后,返回舱打开一系列降落伞,让返回舱的速度不断下降,直到只剩大约每秒7米。高度下降到6公里时,返回舱底部的防热大底被抛掉。等到返回舱的高度只有1米时,底部的反推火箭将会点火,让返回舱的速度快速降至每秒3米,从而实现软着陆。
总之,神舟十五号的返回地球之旅可谓是充满挑战。神舟飞船还是一如既往地表现完美,平安地把三位航天员带回地球。最后,让我们一起热烈欢迎三位英雄的平安凯旋!