神舟十八号安全返航:只开1个主伞降落,为什么美国飞船有4个伞

码凤玩转趣事 2024-11-05 08:50:41

本文内容均引用权威资料结合个人观点进行撰写,文中已标注文献来源及截图,请知悉。

前言

航天器要摆脱地球引力,飞向宇宙深处,需要达到每秒七公里的速度。

然而,当探索的使命完成,英雄凯旋之时,如何从这令人眩晕的速度安全返回地球,却是一个更加棘手的问题。

想象一下,你正驾驶着一辆以七倍音速飞驰的赛车,前方并非坦途,而是稠密的大气层——一个巨大的刹车片。

稍微不小心,摩擦产生的热量就能把你烧成灰。

如今,神舟十八号已经安全返航,但在其下降时却只打开了一个降落伞,而美国飞船在下降时却有4个降落伞,这是为什么?

神舟载人飞船的单伞降落

神舟系列飞船,是中国载人航天工程的骄傲,其安全可靠的返回技术更是功不可没。

神舟飞船的返回过程,可以概括为“三级减速,精准着陆”。

飞船先调整好姿势,然后分离轨道舱和推进舱,只剩下载着航天员的返回舱。

接下来,返回舱将以非常快的速度冲入大气层。

返回舱在空气中高速摩擦,外面的温度会升到一千多度。

这就像处在火海中,对飞船的隔热材料和结构设计要求非常高。

当返回舱穿过“黑障区”后,大气越来越稠密,空气阻力也开始起作用。

这时,飞船的回收着陆系统启动“三级开伞程序”。

首先,引导伞先弹出来,主要是为了让返回舱保持稳定,然后拉出减速伞,减速伞展开,帮助返回舱进一步减速。

最后,也是最重要的一步,主伞打开。

这把巨型“空中刹车”,面积达1200平方米,是目前我国航天器中最大的降落伞。

它能把返回舱的速度从200米每秒降到大约8米每秒。

虽说主伞已经减慢了速度,但降落时还是太快了。

为了保证航天员的安全,当返回舱距离地面大约1米时,底部的4台反推发动机将一起启动,提供一个向上的推力,进行最后的减速。

这一系列步骤就像一环扣一环的链条,任何一个环节出问题,都可能让整个任务泡汤。

神舟飞船用单伞降落,好处是设计简单、稳定可靠。

单伞系统避免了多伞系统可能出现的伞绳缠绕等问题,降低了系统复杂度,提高了可靠性。

此外,对于重量相对较轻的神舟飞船来说,单伞系统足以满足其减速需求。

然而,单伞降落系统也存在一些局限性。

在侧风较大的情况下,单伞容易导致飞船摇摆,影响着陆的稳定性,对航天员的舒适度也有一定影响。

美国载人飞船的群伞降落

美国的载人龙飞船用的是多伞降落,在返回地球大气层后,龙飞船会依次打开多个降落伞,最终依靠4个主伞完成减速,溅落在大海之中。

这种“群伞战术”,如同空中编队,协同作战,共同完成减速任务。

多伞降落系统的最大优势在于稳定性高。

多个降落伞共同作用,可以有效抵消侧风的影响,减少飞船的摇摆,提高着陆的平稳性。

此外,多伞系统也提高了系统的冗余性。

如果一个降落伞坏了,其他的降落伞还能正常工作,保证飞船安全降落。

当然,对于重型飞船,使用多伞系统能提供更大的减速面积,满足其减速需求。

不过,多伞降落系统也有它的缺点,其最大的问题在于系统复杂度高。

多个降落伞同时工作,需要一套复杂的控制机制和精细的机械设计。

这会让系统设计更复杂,维护起来也更费劲,还增加了出问题的几率。

例如,在龙飞船的多次返回任务中,就曾出现过降落伞打开延迟或无法打开的情况。

此外,多伞系统也增加了伞绳缠绕的风险。

多个降落伞在空中打开时,伞绳可能会缠在一起,影响降落效果。

无论是单伞降落还是多伞降落,都依赖于降落伞这种传统的减速方式。

然而,随着科技的进步,一种更加先进的返回方式——航天飞机,正逐渐走上历史舞台。

航天飞机结合了飞机和航天器的特点,既可以像火箭一样垂直发射进入太空,又可以像飞机一样水平降落在跑道上,实现重复使用,大幅降低了航天运输成本。

中国目前正在研制新一代可重复使用货运航天飞机——昊龙货运航天飞机。

昊龙航天飞机的翅膀比较宽,能更好地在空中滑行,整体看起来和传统的航天飞机很像。

它升空时需要运载火箭帮忙,但回地球时能像飞机一样滑翔降落,不用降落伞。

这种设计不仅提高了返回的安全性和平稳性,也大幅降低了运输成本。

昊龙航天飞机的成功研发,将开启中国航天技术的新篇章。

有人可能会问,美国都把航天飞机退役了,为什么中国还要继续研发呢?

的确,美国的航天飞机项目由于高昂的维护成本和安全风险等问题而终止。

这并不意味着航天飞机技术已经落后。

事实上,美国也在积极探索新的航天飞机技术,例如X-37B无人航天飞机。

新一代航天飞机用上了更先进的材料和技术,所以比传统航天飞机更可靠、更安全。

航天飞机的开发不是简单的复制,而是在现有技术上不断进行创新和改进。

例如,新一代航天飞机需要采用更加耐高温、耐腐蚀的材料,以应对返回大气层时的高温冲击。

结语

目前,人类对宇宙探索非常有限,未来的航天事业依旧面临着巨大的挑战。

至于中美航天器在降落方式上的不同,只能说有着本质上的区别,并不能说明谁的更好更强。

相信在中国科学家的努力下,中国的“太空回家路”将变得更加安全、更加高效、更加便捷。

信息来源:新京报于2024年04月30日发布的 关于《最后10公里,巨型降落伞如何带神舟飞船安全回家?》的报道

信息来源:西安发布于2024年11月04日发布的 关于《神舟十八号载人飞行任务取得圆满成功!》的报道

信息来源:封面新闻于2024年10月30日发布的 关于《可降低空间站货物运输成本!中国货运航天飞机“昊龙”来了》的报道

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