4月16日,由航天科技集團(tuán)五院抓總研制的神舟十三號載人飛船,結(jié)束了長達(dá)半年的“太空出差”,搭載著翟志剛、王亞平、葉光富三名航天員躍入天際,穩(wěn)穩(wěn)降落在東風(fēng)著陸場,圓滿完成了我國迄今為止時(shí)間最長的載人飛行天地往返任務(wù)。這是神舟載人飛船執(zhí)行的第八次載人飛行。在本次太空載人返回中,神舟十三號是如何從中國空間站榮耀而歸的呢?讓我們一起來揭秘吧。
載人航天,人命關(guān)天。神舟十三號返回地球可以說是過程復(fù)雜、驚心動(dòng)魄,它要依次經(jīng)過軌返分離、推返分離、再入、過黑障區(qū)、開降落傘、開著陸緩沖發(fā)動(dòng)機(jī)等關(guān)鍵飛行事件及環(huán)節(jié),返回過程還要經(jīng)過嚴(yán)酷空間環(huán)境和軌道條件的考驗(yàn)。不過,在航天科技集團(tuán)五院技術(shù)人員的精心設(shè)計(jì)下,神舟十三號牢牢把握住了“三個(gè)度”,即:速度、溫度和精度,確保自己穩(wěn)穩(wěn)落地、安全回家。
第一度,速度控制恰到好處
神舟飛船在軌道上運(yùn)行的速度大約為7.8千米/秒,接近第一宇宙速度。在如此快的速度下,要確保航天員的安全,就必須對返回地球后的最終著陸速度進(jìn)行控制。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),航天科技集團(tuán)五院的技術(shù)人員在飛船研制階段開展大量試驗(yàn)驗(yàn)證和數(shù)據(jù)判讀,保證飛船在著陸過程中逐步降低速度,那就是返回前由推進(jìn)艙軌控發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施制動(dòng),降低軌道能量和軌道高度,確保飛船再入大氣層;返回艙具有特定氣動(dòng)外形,進(jìn)入大氣層后依靠空氣動(dòng)力產(chǎn)生的阻力和升力減速;返回艙運(yùn)動(dòng)至距地面附近時(shí)打開降落傘,進(jìn)一步降低速度;著陸瞬間開啟返回艙底部的著陸反推發(fā)動(dòng)機(jī),最終將落地速度降低到一定范圍內(nèi)。
第二度,溫度控制火候適中
返回艙進(jìn)入大氣層后,將與空氣發(fā)生劇烈摩擦,艙體表面局部溫度可達(dá)上千攝氏度。為了確保艙內(nèi)溫度依然舒適,飛船控溫的主要手段就是依靠防熱結(jié)構(gòu)對艙內(nèi)進(jìn)行保護(hù)。為此,航天科技集團(tuán)五院的科研人員在艙體表面設(shè)計(jì)了防熱涂層,敷設(shè)有一層燒蝕材料,當(dāng)溫度達(dá)到一定程度時(shí)燒蝕材料升華脫落,帶走大量熱量。此外,返回前會(huì)實(shí)施“熱控預(yù)冷”,提前將返回艙溫度降低少許,使在入前艙內(nèi)溫度有一個(gè)較低的基準(zhǔn)。
第三度,精度控制穩(wěn)操勝券
神舟飛船返回猶如萬里中10環(huán),對于著陸精度的要求極高,為使返回艙著陸在指定區(qū)域,就必須對飛船著陸點(diǎn)的精度進(jìn)行控制。為此,航天科技集團(tuán)五院的技術(shù)人員為神舟十三號飛船配備了一套“著陸輕功”,首先是返回軌道維持,調(diào)整飛船的軌道平面,使飛船星下點(diǎn)軌跡經(jīng)過返回瞄準(zhǔn)點(diǎn);隨后返回制動(dòng),通過制動(dòng)的速度增量和發(fā)動(dòng)機(jī)開機(jī)時(shí)刻,確保再入角和返回航程,為精準(zhǔn)著陸提供保障;最后返回艙升力控制,進(jìn)入大氣層后,返回艙通過一系列姿態(tài)機(jī)動(dòng),巧妙利用空氣動(dòng)力產(chǎn)生的升力,進(jìn)行航向和橫向運(yùn)動(dòng)的控制,精準(zhǔn)調(diào)整預(yù)定的著落點(diǎn),最終平安返回?! ?/p>
神舟十三號已經(jīng)圓滿完成了本次飛行任務(wù)預(yù)定的各項(xiàng)要求,載譽(yù)凱旋。它的安全返回,標(biāo)志著我國空間站關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段任務(wù)圓滿收官,即將進(jìn)入建造階段。