北京時(shí)間2022年4月16日09時(shí)56分，神舟十三號(hào)載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場(chǎng)成功著陸，三名航天員落地后表示“感覺(jué)良好”。
載人航天，人命關(guān)天。神舟十三號(hào)返回地球可以說(shuō)是過(guò)程復(fù)雜、驚心動(dòng)魄，要依次經(jīng)過(guò)軌返分離、推返分離、再入、過(guò)黑障區(qū)、開(kāi)降落傘、開(kāi)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(guò)程還要經(jīng)過(guò)嚴(yán)酷的空間環(huán)境和軌道條件的考驗(yàn)。
值得一提的是，神舟十三號(hào)這次的返回預(yù)測(cè)相當(dāng)精確，實(shí)際落點(diǎn)和預(yù)報(bào)落點(diǎn)只差了區(qū)區(qū)130米，可以說(shuō)是在萬(wàn)里之外打了個(gè)十環(huán)。
為何如此精準(zhǔn)？4月24日的中國(guó)空間站等你來(lái)出差航天思政課上，北京航天飛行控制中心空間站任務(wù)副總師李大琪也被問(wèn)到了這個(gè)問(wèn)題。
【精度控制穩(wěn)操勝券】
據(jù)介紹，神舟飛船返回主要靠制動(dòng)，制動(dòng)控制量需要精確計(jì)算，計(jì)算時(shí)要充分考慮開(kāi)傘以后高空風(fēng)對(duì)返回艙運(yùn)動(dòng)的影響，制動(dòng)后要根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，擇機(jī)對(duì)預(yù)報(bào)落點(diǎn)進(jìn)行修訂，從而逐漸逼近最終落點(diǎn)。
同時(shí)，技術(shù)人員還為神舟十三號(hào)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(guò)返回瞄準(zhǔn)點(diǎn)；
隨后是返回制動(dòng)，通過(guò)制動(dòng)的速度增量和發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)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；
最后是返回艙升力控制，進(jìn)入大氣層后，返回艙通過(guò)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)，最終精準(zhǔn)著陸。
【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(duì)艙內(nèi)進(jìn)行保護(hù)。
為此，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，使返回艙再入前溫度有一個(gè)較低的基準(zhǔn)。
【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(duì)返回地球時(shí)的最終著陸速度進(jìn)行控制。
為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，技術(shù)人員在飛船研制階段開(kāi)展大量試驗(yàn)驗(yàn)證和數(shù)據(jù)判讀，保證飛船在著陸過(guò)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，確保飛船順利再入大氣層；
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(kāi)降落傘，進(jìn)一步降低速度；
著陸瞬間開(kāi)啟返回艙底部的著陸緩沖發(fā)動(dòng)機(jī)，最終將落地速度降低到航天員可適應(yīng)的范圍內(nèi)。
另外，為了進(jìn)一步提高返回任務(wù)執(zhí)行效率，縮短地面飛控實(shí)施時(shí)間，提高航天員返回舒適度，神舟十三號(hào)還首次實(shí)施了快速返回。
通過(guò)對(duì)飛行任務(wù)事件進(jìn)行合理裁剪和調(diào)整、壓縮操作時(shí)間，將返回所需時(shí)間由以往的11個(gè)飛行圈次壓縮至5個(gè)飛行圈次。
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