神舟十八号安全着陆!落地瞬间底部冒火光,为何美国飞船不会?
今天凌晨,神舟十八号成功着陆,宇航员叶光富、李聪和李广苏圆满完成了长达192天的太空“出差”,安全到达地球。
在直播中,我们可以看到返回舱在到达地面的时候,底部竟然冒起了火,可是把不少人都吓了一跳。
神州十八号返程
这到底是怎么回事?我国的飞船返回舱为什么会底部冒火呢?而美国的为何没有出现过这样的情况呢?
难道是我们的技术不如人?又或是降落的方式不一样?
神舟十七号
神舟十八成功返航
今天凌晨,有多少人都守着直播,等待着神州十八的航天人员安全返回,又有多少人都在期待着这一激动人心的时刻的到来。
在东风着陆场,搜救队员们静静地等待着,只有探照灯的光柱在夜空中扫来扫去,大家都在盼着英雄快点回来。
神舟十八号已经完成192天的太空任务,就要回家了。
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而这场回家之旅,与其说是一次凯旋,不如说是一场惊心动魄的“减速秀”。
从近乎8公里每秒的地球第一宇宙速度到安全着陆,每一个环节都充满了挑战,每一个步骤都凝结着中国航天人的智慧和汗水。
这看似寻常的着陆场景,背后也蕴藏着无数科技工作者的心血和智慧,更体现了中国载人航天技术的飞跃式发展。
神舟十八号安全降落
叶光富、李聪、李广苏三位航天员的此次任务,持续的时间已经超过了六个月,期间还进行了与神舟十九号的乘组轮换,标志着中国空间站长期驻留任务的顺利进行。
然而,当返回舱着陆的画面传回地面指挥中心时,应该有不少人都会疑惑起来,为什么它看起来是黑不溜秋的?
事实上,返回舱在穿过大气层时,会和空气产生剧烈的摩擦,那么在这个时候,温度就能直接飙升到1000多摄氏度。
神舟十八安全降落
所以为了保障航天员的安全,返回舱外面就会涂上一层特殊的防热材料。
而这些材料在高温下会发生分解、蒸发、熔化等物理化学变化,带走大量的热量,从而保证舱内温度维持在安全范围内。
你们这些材料脱落后留下的痕迹,就形成了我们看到的“黑不溜秋”的外表。
可以说,颜色越深,保护效果就越强,这层深色是保证航天员安全的重要屏障。
神舟十八号返回舱
11月3日下午,神舟十八号飞船离开了中国空间站,正式开始了返回地球的旅程。
他们在绕地球飞行五圈后,飞船就会开始进行一系列复杂的调姿和分离操作,先是调转90度,进行轨道舱和返回舱的分离,接着继续转90度,让推进舱朝前,然后进行点火制动。
那么在这个时候,飞船就失去了动力,接着开始慢慢下落。
神州十八返回舱
而在返回舱到达145公里高度时,它和推进舱就会分开了,那么推进舱会在大气层里烧掉,而返回舱则继续往下落。
返回舱进入大气层后,外面的温度快速升高,烧蚀材料开始工作,确保航天员的安全。
在返回舱到达离地面大约10公里的高度时,它会打开一个大降落伞来进一步减速。
最后,在返回舱降到离地面大概1米时,底部的反推发动机启动,把着陆速度降到1-2米每秒,平稳地落在东风着陆场。
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在这期间,任何一个程序和过程都会非常地重要,任何一个细微的差距就可能会导致非常严重的后果。
相信很多人都在直播中看见了,返回舱在接近地面的时候,底部突然起了大火。
这一画面肯定让不少人都心一惊,不明白为什么会出现这一现象,好在三位航天员都安全出了舱。
其实,飞船在发射和降落的时候,是有很大差别的,不管是技术上还是呈现的效果上,都是不一样的。
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对比神舟十八号发射和返航
我们都知道,火箭发射升空是一个从零到几公里每秒的加速过程。
也就是说,在发射初期,火箭速度较慢,空气密度较大,但由于速度不高,气动加热效应也是不怎么明显的。
而随着火箭不断上升,速度逐渐增加,但同时空气密度也在不断降低,因此火箭外壳温度上升并不剧烈,也就不需要额外的防热措施。
神州十八返回舱
在这期间,要想成功发射飞船,关键就在于如何克服地球的引力,把它送入指定轨道。
所以说,速度的提高需要一步步来,不能急于求成。
与发射升空不同的是,飞船返航是一个从第一宇宙速度快速减速到零的过程。
这样一来,返回舱就会以非常高的速度进入大气层,期间还会和空气有一定的摩擦,而在速度达到一定的程度之后,返回舱外表就会产生巨大的热量。
返回舱
那么这个时候,气动加热效应就会非常地显著,同时返回舱外部温度也会急剧上升,而如果没有有效的防热措施的话,返回舱就有很大的可能会被烧毁。
所以,保护返回舱和航天员安全的关键在于烧蚀材料和隔热材料。
返航过程是对防热技术的极限考验,稍有不慎,后果不堪设想。
而在载人航天技术上,中美两国也是各有优势的。
美国飞船降海上
中美航天有啥差距?
我们知道,中国的神舟飞船降落的地点选择在陆地上,那么这就需要更精密的控制和更强大的缓冲机制,就比如说反推发动机。
但美国的载人龙飞船则选择在海上降落,利用海水进行缓冲,技术上相对来说比较地简单,不过也存在回收成本高、风险不可控等问题。
这两种方法各有优点和缺点,也体现了不同国家在技术选择上的不同思路。
对于这两种方式,未来到底哪种方案能成为主流,还得看时间怎么验证。
不可否认的是,美国飞船的“水上漂”虽然简单粗暴,但也存在一些无法回避的风险,大海环境复杂多变,一旦出现意外情况,救援难度极大。
美国飞船降落
而中国的飞船使用陆地降落,虽然技术要求更高,但能更好地保护航天员的安全。
对于这一技术,中国已经做过相关试验,虽然还没有完全成功,但也积累了不少宝贵的经验。
说到底,神舟十八号载人飞船顺利返回地球,背后有许多技术上的新突破,这些技术进步让飞船更加安全可靠,也为未来的太空任务打下了坚实的基础。
神州十八返回
但不得不说的是,返回舱外部的烧蚀材料,是航天员安全的守护神。
这些材料种类很多,性能也是各不相同的,不过都有一个共同的特点:就是在高温下会发生变化,从而吸收大量的热量。
就比如说,一些烧蚀材料会在高温下熔化或蒸发,带走热量,而另一些材料则会发生分解反应,吸收热量。
这些材料的应用,使得返回舱能够承受住大气层的高温考验,确保航天员的安全。
不管怎么说,神舟飞船的安全着陆离不开3.2反推发动机技术。
在返回舱距离地面1米左右时,四台反推发动机需要在极短的时间内同时点火,并精确控制推力,从而和降落的动力对冲,也就使得着陆速度降低到安全范围。
神州十八返回
所以在这个时候,我们就会看到返回舱底部着火的现象。
事实上,这项技术的难度是非常高的,需要精确的计时、控制和协调。
而反推发动机的成功应用,也标志着中国在航天控制技术领域的重大突破。
神州十八返回舱
在这些操作中,除了反推发动机,降落伞技术同样也是至关重要的。
在返回舱速度慢下来后,大降落伞就会展开,帮助进一步减速,为最后的着陆做好准备。
不过打开降伞的时候,还得考虑它的大小、结实程度和稳不稳当。
神州十八返回
但在未来,随着材料科学和空气动力学的发展,降落伞技术将会更加先进,就比如可控降落伞、可回收降落伞等,进一步提高返回舱的安全性。
除了这些以外,充气式防热罩也是有可能成为未来载人航天器热防护的关键技术的。
相比传统的烧蚀材料,充气式防热罩具有重量轻、体积小、可重复使用等优势,可以显著降低发射成本,提高运载能力。
神州十八返回
不过,这项技术的开发也遇到了不少难题。
但不管怎么说,未来一定会有更先进、更便捷的材料和技术的。
而空间站的长期运营、月球探测、火星探测等宏伟目标,对载人航天技术提出了更高的要求。
未来,我们需要进一步提升运载火箭的性能、改进飞船的安全性、研发更先进的生命保障系统、探索更高效的能源供应方式等等。
每一个目标的实现,都需要科技工作者们的不懈努力和创新。
神舟十八号载人飞船顺利返回地球,说明中国航天员又顺利完成了一次太空任务,也展示了中国载人航天技术的成熟和可靠。
叶光富、李聪、李广苏
从发射到交会对接,从在轨驻留到安全返回,每一个环节都体现了中国航天科技的巨大进步。
这次任务顺利完成,为中国空间站的长期运行打下了扎实的基础,同时也为未来的深空探索积累了宝贵的经验。
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