摘要:2021年9月17日,神舟十二号飞船的返回舱稳稳地落在了内蒙古四子王旗的主着陆场。这一天,三名航天员——聂海胜、刘伯明和汤洪波——结束了他们在空间站三个月的“出差”,安全回到地球。电视上直播的画面让人印象深刻:返回舱被烧得焦黑一片,表面坑坑洼洼,跟发射时那光洁
2021年9月17日,神舟十二号飞船的返回舱稳稳地落在了内蒙古四子王旗的主着陆场。这一天,三名航天员——聂海胜、刘伯明和汤洪波——结束了他们在空间站三个月的“出差”,安全回到地球。电视上直播的画面让人印象深刻:返回舱被烧得焦黑一片,表面坑坑洼洼,跟发射时那光洁的样子完全不一样。很多人看了都忍不住问一句:这飞船咋就变成这样了?它回来的路上到底经历了啥?
要聊返回的事儿,先得搞清楚神舟十二号是干啥的。神舟十二号是中国载人航天工程的一艘飞船,2021年6月17日从酒泉卫星发射中心发射升空,带着三位航天员去了天和核心舱,也就是中国空间站的第一块“地盘”。这次任务不简单,它是中国空间站关键技术验证阶段的第一次载人飞行,航天员要在太空待整整三个月,干了不少活儿,比如舱外活动、科学实验啥的。这仨月可不是白待的,他们的工作为后面空间站正式运营攒下了不少经验。
神舟十二号飞船分三部分:轨道舱、返回舱和服务舱。轨道舱是航天员在空间站工作时的“生活区”,服务舱负责提供动力和能源,而返回舱才是真正能回地球的“主角”。这返回舱长得像个大号铃铛,直径不到3米,但里面装着航天员和一些实验成果。别看它小,设计上可是下了大功夫,尤其是要扛住回地球时的各种“折腾”。
三个月任务结束后,航天员得收拾收拾准备回家了。9月16日那天,他们开始做返回前的最后工作。先是把空间站里做的实验数据和样品收拾好,这些东西得带回地球交给科学家,不能随便丢了。之后还得检查飞船,尤其是返回舱的状况,比如密封性、防热系统这些关键部位,得确保没啥问题。不然万一漏气或者防热层坏了,那可不是闹着玩的。
检查完后,神舟十二号就跟天和核心舱“分手”了。分离这事儿得小心,不能撞到空间站,也不能让飞船跑偏。分离后,轨道舱和服务舱会跟返回舱分开,只有返回舱带着航天员继续往地球冲。这一步挺关键,因为接下来飞船就得靠自己调整方向,准备扎进大气层了。
返回地球可不是一蹴而就的事儿,从离开空间站到落地,得经过好几个步骤,每一步都得稳扎稳打。咱一步步来说。
神舟十二号跟天和核心舱分离后,就进入了返回轨道。这时候飞船得靠自己的推进系统调整位置,确保能按计划飞回地球。分离的过程得算得特别准,不能让飞船乱晃,也不能影响空间站的正常运行。分离完没多久,轨道舱和服务舱就跟返回舱说“拜拜”了,这俩部分后来会在大气层里烧毁,只留下返回舱继续往下冲。
在扎进大气层之前,返回舱得先调整好自己的姿势。啥叫姿势?就是得让底部朝下,迎着大气层冲进去。为啥要这样?因为返回舱底部有个防热层,专门用来扛高温。调整姿势这事儿主要靠飞船的控制系统自动完成,航天员就在旁边盯着仪表盘,看看数据有没有问题。这一步要是没弄好,返回舱可能就扛不住后面的高温了。
接下来就是重头戏了——返回舱以每秒7.9公里的速度冲进大气层。这速度有多快?差不多是第一宇宙速度,普通飞机根本没法比。冲进大气层后,返回舱跟空气分子撞得可不轻,摩擦生热,温度一下子飙到1600到1800摄氏度。这时候,舱体外面就像被火包围了一样,热得不得了。
为了扛住这高温,返回舱底部铺了一层烧蚀防热材料。这种材料挺特别,它能在高温下慢慢“烧掉”,一边烧一边把热量带走,保护里面的结构不被烤坏。所以你看到返回舱表面黑乎乎的,还掉了一些渣子,那就是防热材料在“牺牲自己”换来的结果。这不是坏事儿,反而是设计上必须有的环节。
冲进大气层后,返回舱会经过一个叫“黑障区”的地方。大概在100公里到40公里高度之间,高温把周围的空气电离了,形成了一层带电的“屏障”,无线电信号传不出去,地面跟飞船暂时联系不上。这段时间也就几分钟,但对指挥中心的人来说,心肯定是悬着的。等过了黑障区,通信恢复了,大家才能松口气。
再往下飞到10公里左右的高度,返回舱开始减速。咋减速呢?靠降落伞。先是引导伞出来,把减速伞拽出来,然后减速伞再拉开主降落伞。这主降落伞可不小,面积有1200平方米,能把返回舱的速度从每秒200米猛降到每秒5到6米。这过程听着简单,但每一步都得精准,不然伞打不开或者开晚了,飞船就得硬摔。
到最后着陆的时候,返回舱还得再“刹一把车”。在离地面1米左右,反推发动机点火,喷出气流来减缓落地的冲击力。9月17日13点34分,返回舱终于稳稳地落在四子王旗的草原上。落地后,救援队立马赶到,打开舱门一看,三位航天员状态都不错,任务圆满完成。
看到这儿,你可能明白了,返回舱那“惨不忍睹”的样子不是意外,而是它回来的必经之路。咱再细说说为啥会这样。
返回舱冲进大气层时,速度快得惊人,跟空气摩擦产生的热量能把普通金属直接烧化。要是没保护,舱里的人和设备早就完蛋了。所以设计师在返回舱外面裹了一层烧蚀材料,这玩意儿能在高温下烧掉,烧的时候把热量带走,舱里温度就不会升太高。等飞船落地,这层材料已经烧得差不多了,表面自然就黑乎乎的,还掉了一些碎片。
有人可能会问:这材料烧没了,舱里的人咋没事?其实烧的只是外面那层,里面还有结构层,能保证舱体不散架。设计师算得特别准,烧蚀材料的厚度刚好够用,既能扛住高温,又不会浪费。这种“烧焦换安全”的设计,是航天科技里很成熟的一招,神舟系列飞船每次回来都得靠它。
飞船烧成那样,航天员还能平平安安下舱,这背后全是硬核技术撑着。咱来数数都有哪些招儿。
前面说了,烧蚀防热材料是第一道防线。它在高温下烧掉,把热量带走,让舱里保持一个能让人活下去的温度。这东西不便宜,但为了航天员安全,必须用最好的。
降落伞系统是第二道保障。从引导伞到主降落伞,三级减速一步步来,把飞船的速度降到人能承受的范围。这1200平方米的主伞看着简单,但得扛住几吨重的拉力,质量要求高得吓人。
着陆时那一下,反推发动机喷气减速,能让返回舱不至于砸得太狠。航天员坐在特制的缓冲座椅上,冲击力再大也能扛得住。
虽然黑障区会断联,但其他时候地面跟飞船的联系一直没断。航天员和指挥中心随时盯着数据,有啥问题都能及时发现。
万一哪个环节出岔子,飞船和地面都有备用方案。比如降落伞要是没开好,还有备用的应急伞能救命。这些预案平时用不上,但关键时刻能保命。
神舟十二号可不只是把人送上去又接回来那么简单,它对中国航天来说是个大事件。咱聊聊它到底有多重要。
这次任务验证了一堆关键技术,比如空间站怎么组装、航天员咋长期待在太空、生命保障系统咋运转。这些经验对后面建空间站是真金白银的财富。
航天员在空间站做了不少实验,涉及医学、材料啥的,拿回来的数据能让科学家忙活好一阵子。这些成果说不定哪天就用在咱日常生活里了。
中国空间站建好了,以后还能请外国科学家来一块儿研究。这不光是技术的事儿,也是国际合作的一张名片。
三位航天员在太空干了三个月,操作能力、应急能力都练出来了。这对培养中国自己的航天员队伍是大好事。
这次任务全程直播,老百姓看得热血沸腾,尤其是年轻人,看完没准就想去学航天了。这对国家科技发展是无形的推动。
神舟十二号飞船的返回,看着是返回舱烧得不成样子,其实是科技牛到不行的一次展示。它从天上冲下来,顶着烈焰和高温,稳稳落地,把航天员安全带回家,这背后是无数人的心血和技术积累。咱普通人看热闹,但热闹背后是实打实的力量。
未来,中国航天还得往更远处走,神舟十二号只是个开始。每次飞船回来,不管烧成啥样,都是咱迈向星空的一步。希望下次再看到这样的新闻,大伙儿都能明白,这“面目全非”不是坏事,而是胜利的勋章。
来源:作家杨文山一点号