文| 凭栏
编辑| 凭栏
前言
凌晨的东风着陆场,三位航天员叶光富、李聪、李广苏,乘坐神舟十八号顺利返航。
我们的飞船降落,通常只有一个大大的降落伞,在落地的瞬间返回舱底部还会冒火光。
反观美国的飞船降落,光降落伞就有四个,着陆时返回舱也不会底部喷火,这背后的技术差距有多大?
顺利返回
神舟十八从4月25日发射升空,到11月4日返回地球,历时超过六个月,期间宇航员们完成了空间站核心舱建设、科学实验、与神舟十九号乘组在轨交接等重任。
昨夜,神舟十八号从空间站组合体撤离开始,到最终着陆东风着陆场,整个过程,每一个环节都紧密衔接,环环相扣。
飞船降落过程涉及到姿态调整、舱段分离、大气层再入、伞降减速、反推发动机缓冲等,一系列复杂的技术环节,确保每一个环节的完美执行,是整个航天任务成功的基础。
神舟十八号的返回过程却异常顺利,每一个环节都精准无误,这和神舟十八采用的降落技术有很大关系。
神舟十八号采用环绕5圈的快速返回技术,在这个过程中,飞船需要在距离地球约340公里的轨道上,以每小时约27000公里的速度运行。
这五圈环绕不仅仅是简单的绕行,而是一个复杂的轨道调整过程,通过不断微调飞船的姿态和速度,为最终的返回做好充分准备。
这种快速返回模式,在以往的神舟飞船任务中并不常见,需要对飞船的轨道进行精确的计算和控制,确保飞船能够在正确的时机和位置进行再入。
对地面测控系统尤为重要,搜救队伍必须迅速到位,然而,中国航天人迎难而上,最终成功实现了快速返回,将航天员安全送回地球。
这不仅缩短了航天员在返回过程中的等待时间,也为未来的载人航天任务提供了宝贵的经验。
环绕5圈的快速返回技术,是中国航天在高精度控制和轨道设计上取得的重大突破,意味着中国航天技术正朝着更加高效、更加安全的方向迈进。
技术差距
神舟十八号飞船是在陆地着陆,需要在返回舱底部安装反推发动机,以便在着陆瞬间进行缓冲,减轻冲击力,保护航天员的安全。
在着陆前1米左右,神舟十八号启动反推发动机,并在10毫秒内完成四台发动机的同时点火,在200毫秒内保证推力精准一致,这难度相当之大,稍有差池就可能导致飞船姿态失控。
然而,中国航天人凭借着过硬的技术实力,攻克了这一技术难关,确保了神舟十八号的安全着陆。
陆地着陆方式的优势在于,可以方便地对返回舱进行回收和维护,有利于后续的数据分析和技术改进。
美国载人龙飞船采用的海上着陆方式,与神舟飞船的陆地着陆形成鲜明对比。
龙飞船在完成再入大气层的过程后,会直接降落在预定的海域,这一过程中,飞船利用大气层的摩擦力进行初步减速,随后依靠降落伞系统进一步降低速度。
最终,飞船会以相对温和的速度落入海中,海水的浮力和阻力自然地起到了缓冲和减速的作用,省去了反推发动机的复杂操作。
这种方式的优点在于成本较低,技术难度相对较小,然而,海上着陆也存在一些不足之处。
海上着陆的安全性也受到海况的影响,如果海况恶劣,可能会对航天员的安全造成威胁。
除了着陆方式的差异外,神舟十八号和美国载人龙飞船在降落伞的使用上也存在差异。
神舟飞船采用单伞降落,而美国载人龙飞船则采用多伞降落。
神舟飞船选择了单一大型降落伞的方案,这个主伞直径达到了惊人的1200平方米,这种设计简化了降落系统,减少了可能的故障点,同时也能提供足够的减速效果。
相比之下,美国载人龙飞船采用了多伞降落系统,通常它会首先释放两个引导伞来稳定飞船姿态,随后展开四个主降落伞,即使一个降落伞失效,其他降落伞仍能确保安全着陆。
多伞降落的优点在于稳定性好,抗侧风能力强,但伞之间容易发生缠绕,增加了技术难度,两种方式都经过了严格的测试和验证,不同的技术没有优劣之分,更多的是基于各自的国情和技术积累。
神舟飞船的陆地着陆和单伞降落方式,展现了中国航天技术在精准控制、可靠性、安全性方面的突出优势,也为未来航天器研制提供了宝贵的经验。
航天新时代
神舟十八号的成功返回,令人振奋,但这仅仅是中国航天征程中的一个节点,放眼未来,载人航天技术将朝着更加高效、更加经济、更加可持续的方向发展。
传统的载人飞船,无论是中国的“神舟”系列,还是美国的“载人龙飞船”,都依赖于一次性的返回舱和复杂的减速系统。
一次性返回舱的使用意味着每次任务结束后,飞船都必须完全退役,无法重复使用。
而中国正在研制的昊龙货运航天飞机,它的设计理念强调可重复使用,能够在完成任务后进行回收和维护。
这种设计不仅简化了返回程序,降低了返回风险,更重要的是,它使得航天飞机可以重复使用,大大降低了空间站货物运输的成本。
中国航天已经开始布局未来,着眼于发展可重复使用的航天器,以降低航天运输成本,提高航天活动的效率。
从“神舟”到“天舟”,再到“昊龙”,中国航天正一步一个脚印地朝着更高的目标迈进。
为什么人家出仓自由行走?我们要抬?