解读丨航天员的“回家路”会经历哪些阶段?

9月17日 , 神舟十二号载人飞船将承载3名航天员离开中国空间站 , 踏上回家之路 。飞船将降落在东风着陆场 。这个着陆过程中将分为哪几个阶段?其中最重要的是拿个阶段?广州日报采访人员联系了航天科技集团五院 , 进行解读 。
神舟十二号载人飞船由航天科技集团五院抓总研制 , 由轨道舱、返回舱、推进舱三舱构成 , 是航天员实现天地往返的生命之舟 , 这是神舟载人飞船执行的第七次载人飞行 , 飞船将历经三个阶段从距离地面300多公里的太空穿越大气 , 浴火凯旋 。
第一部分:着陆的重要三阶段
1.制动飞行和自由滑行阶段:开展首次径向交会对接技术验证
当3名航天员进入神舟十二号载人飞船后 , 飞船开始与空间站天和核心舱分离 , 从核心舱前向对接口绕飞至后向对接口 , 再绕飞至径向对接口 。据五院神舟十二号载人飞船副总设计师邵立民介绍 , 这是为神舟十三号的径向交会对接进行在轨技术验证 。
在返回飞行阶段 , 轨道舱首先与返回舱、推进舱分离 , 返回舱、推进舱两舱组合体通过制动减速降低飞行速度 , 逐渐被地球引力牵引脱离原有飞行轨道 , 进入自由滑行阶段 。之后 , 推进舱和返回舱分离 , 返回舱以精确计算的再入角度进入地球大气 , 推进舱在穿越大气层时烧毁 。
2.再入大气层阶段:失去通讯的“黑障”时间
神舟十二号返回舱的外形像一个上窄下宽的“大钟” , 通过发动机的姿态调整 , 以大底朝前的姿态通过升力式返回的方式返回地球 。在进入大气层时 , 返回舱以数千米每秒的速度与大气层发生剧烈摩擦 , 燃起2000多度高温的火焰 。在降落过程中 , 气体和返回舱表面被烧蚀的防热材料发生电离 , 形成包裹住返回舱的等离子区 , 使返回舱与外界的无线电通信极大衰减 , 造成地面与飞船之间的无线电通信中断 , 这段时间被称为“黑障区” 。在这个过程中 , 地面无法通过任何遥控方式对飞船进行控制 , 依靠飞行器对状态进行全自动处理 。
解读丨航天员的“回家路”会经历哪些阶段?
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3.着陆阶段:惊心动魄的关键时刻
在距离地面40公里左右的高度时 , 神舟十二号已经基本脱离“黑障区” , 当它继续减速直到距离地面10公里左右时 , 返回舱上的静压高度控制器通过测量大气压力来判断所处高度 , 并先后打开引导伞、减速伞和主伞 , 以此保证返回舱以较为柔和的方式实现多次减速 , 防止航天员一次受到过大的冲击力 。
第二部分:深度解读回收着陆阶段:如何让飞船从“高铁速度”降为“跑步速度”?
回收着陆是载人飞船飞行任务的最后阶段 , 也决定着飞行任务的最终成败 。为了护佑航天员安全回家 , 航天科技集团公司五院为神舟十二号飞船研制了高可靠性和安全性的回收着陆系统 , 确保飞船返回舱走稳归航的最后一段路 。
回收着陆系统由多个子系统组成 , 包括结构、降落伞、着陆缓冲、程序控制、火工品、标位等多种类型产品 , 集成了光、机、电、热、高能粒子、柔性特纺材料等多类先进技术 。整个回收工作过程包括了10余项过程控制 , 各程序动作连贯 , 环环相扣 , 就像一场高水平的特技表演 , 每个环节都不能出错 。
1.“大脑”:静压高度控制器精测高度 , 开启回家“大幕”
神舟十二号飞船在轨飞行过程中 , 回收着陆系统只是在返回舱内静静守候 , 直到飞船返回舱穿过大气层后自由下落至距地10公里高度时 , 由静压高度控制器判断高度 , 并发出回收系统启动信号 , 回收着陆系统才开始工作 。