完成首次試驗落地的返回艙 小編注意到,并不僅僅是神舟十二號飛船返回艙,嫦娥五號探測器返回艙帶著珍貴月球樣本返回地球時,同樣幾乎被燒得面目全非。 嫦娥五號探測器的返回艙 焦黑焦黑的外表,曾經(jīng)的銀色靚仔不再閃亮。 圖片顯示,返回艙看起來黢黑,外殼有部分區(qū)域似乎還有脫離現(xiàn)象。 這是怎么回事呢? 返回地球的過程中,神舟十二號飛船,到底經(jīng)歷了什么? 據(jù)璀璨科學(xué),在飛行過程中,衛(wèi)星、飛船等速度非??欤?/p> 到底有多快呢?據(jù)悉,這個速度一般都達(dá)到甚至超過地球的第一宇宙速度7.9公里每秒,有一些甚至可以達(dá)到或者接近地球的第二宇宙速度11.2公里每秒。 那么,什么叫宇宙速度呢? 宇宙速度:從地球表面向宇宙空間發(fā)射人造地球衛(wèi)星、行星際和恒星際飛行器所需的最低速度,分別稱為第一、第二、第三宇宙速度。 第一宇宙速度:即航天器最小發(fā)射速度、航天器最大運行速度。在一些問題中說,當(dāng)某航天器以第一宇宙速度運行,則說明該航天器是沿著地球表面運行的。 第二宇宙速度:航天器脫離地球引力場所需的最低速度。 言歸正傳。當(dāng)飛行器以宇宙速度環(huán)繞地球飛行時,可以飛行很長時間都不會掉下來,因為離心力與重力相抵消。不過由于在地球軌道附近仍有稀薄的空氣,不可避免會給這些飛行器帶來空氣阻力。 嫦娥五號返回艙 雖然太空中的空氣阻力在短時間內(nèi)不會導(dǎo)致飛行器的飛行速度、飛行高度明顯下降,但是長年累月后,這些飛行器最終還是會掉下來。 如很多衛(wèi)星在結(jié)束使命幾個月或者幾年以后就會墜入大氣層。而載人飛船想返回地球時不能依靠速度、高度自然衰減來實現(xiàn),因為這個時間非常長,很多飛船的飛行時間可能只有幾天時間,所以飛船在返回地球時一般都需要啟動發(fā)動機減速、制動來降低速度。 第一個階段:神舟十二號飛船先與空間站分離,然后逆時針轉(zhuǎn)動了90°,隨后又逆時針旋轉(zhuǎn)了90°,推進(jìn)艙在前方,而返回艙位于后方,與之前的朝向相反。 緊接著,推進(jìn)艙啟動發(fā)動機進(jìn)行制動減速,從近400公里的高空開始降低軌道。 第二階段:當(dāng)返回艙、推進(jìn)艙組合體下降到距離地面大約140公里時,返回艙與推進(jìn)艙分離,返回艙選擇好恰當(dāng)?shù)脑偃氪髿鈱幼藨B(tài)角準(zhǔn)備進(jìn)入大氣層。 如果角度過大,返回艙可能會沖入大氣層,而角度過小,返回艙就可能會被大氣層彈出去,有點像打水漂。此前嫦娥五號探測器返回艙以接近第二宇宙速度返回大氣層時,曾經(jīng)以“打水漂”的方式在大氣層中減速。 第三階段:當(dāng)返回艙下降到100公里的高度穿過“卡門線”時,空氣密度越來越大,返回艙與大氣劇烈摩擦產(chǎn)生的氣動加熱效應(yīng),讓返回艙周圍氣體的溫度急劇上升到幾千℃。 幾千度!?。。。。?! 如此高的溫度,讓返回艙的周圍燃燒起來!最終原本干凈整潔的返回艙外部就被燒得黑不溜秋的。 這個過程是最驚險的環(huán)節(jié)之一,如果返回艙外殼的隔熱效果不明顯,那返回艙內(nèi)的溫度也會很高,對于宇航員來說無疑是壞消息。如果返回艙出現(xiàn)裂縫或者小孔,幾千攝氏度的熱空氣也會涌入返回艙內(nèi),造成悲劇。 如前蘇聯(lián)的聯(lián)盟11號飛船在返回地球時由于返回艙的壓力閥門被震開,艙內(nèi)3名宇航員因此犧牲。雖然溫度非常高,但是科學(xué)家為神舟飛船的返回艙研制了防熱材料,能夠保護(hù)返回艙內(nèi)宇航員的安全。 小編此刻,內(nèi)心無比的震撼+驚恐+崇敬!只想為我們偉大的航天英雄以及偉大的航天英雄背后團(tuán)隊大佬們點贊?。?! 他們是從烈焰中走出來的真正的英雄??! 第四階段:隨著返回艙下降到距離地面大約10公里時,就會打開減速傘繼續(xù)降低速度,搜尋隊員也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了返回艙降落,就會前往返回艙的著陸點附近等待搜救。 在即將到達(dá)地面時,返回艙就會啟動反推發(fā)動機進(jìn)一步將速度降下來,著陸的速度下降到2米每秒。從拍攝到的畫面,我們可以看到返回艙在著陸前的一瞬間地面揚塵四起。 只有在降落有大氣層的星球時才會出現(xiàn)這樣的情況,飛船著陸到那些沒有大氣層的星球時,是不會出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象的。 如嫦娥五號探測器在登陸月球時就沒有燃燒起來,探測器的上升級從月球表面起飛到達(dá)月球軌道完成樣本交接后,再入受控降落月球表面,也沒有出現(xiàn)類似的燃燒現(xiàn)象,所以它原本是怎么樣的就是怎么樣的。 在正常情況下,環(huán)繞地球飛行的衛(wèi)星最終都會墜入大氣層,只是時間的問題而已,有一些衛(wèi)星可能幾個月就會再入大氣層,有一些衛(wèi)星可能需要幾年、幾十年甚至更長時間才會重返地球。 由于衛(wèi)星不需要搭載宇航員,在完成使命以后就會被拋棄,所以不需要考慮這些衛(wèi)星殘骸再入大氣層時的高溫問題。 因為,返回艙外防熱材料價格高昂,需要花費大量資金。這些普通的返回艙,在墜落地球后,通常會直接墜入大氣層,被幾千攝氏度高溫?zé)瞥苫覡a,圓滿完成它們燦爛熱烈且光輝的使命! 此次神舟飛船的成功返回,標(biāo)志著我國成為世界上第三個掌握載人航天技術(shù)的國家。新一代更加先進(jìn)的可重復(fù)使用的載人飛船正在研發(fā)試驗中。 在不久的將來,航天員將搭乘新飛船往返與建設(shè)完成的空間站,甚至踏上登月之旅。 讓我們一起期待! 加油,中國航天! 綜合:璀璨科學(xué)、央視新聞等 山東商報·速豹新聞網(wǎng)編輯 高玲 |
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