奔流专访:“神十三”首次采用快速返回技术

在“神十三”回家之际,奔流新闻采访人员采访了全国空间探测技术首席科学传播专家、中国空间科学传播专家工作室首席科学传播专家、《知识就是力量》《太空探索》和《中国国家天文》杂志编委庞之浩 。

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庞之浩告诉采访人员,神舟十三号飞船的返回可分为以下四个阶段 。
制动减速:神舟十三号飞船在太空中运行最后一圈时,地面向飞船发出指令,使飞船调整姿态,变成横向飞行状态,这是第一次调整姿态;紧接着,飞船的轨道舱与返回舱以1~2米/秒的相对速度成功分离;然后,返回舱与推进舱组合体再向逆时针方向转90°,使推进舱朝前,这是第二次调整姿态;此时飞船推进舱上的发动机点火工作,使组合体降低速度;制动结束后,组合体顺利进入返回轨道 。

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第一次调姿

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轨道舱与返回舱分离

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第二次调姿

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太空刹车
自由滑行:神舟十三号飞船进入返回轨道后,返回舱与推进舱组合体以无动力飞行状态自由下降 。当返回舱与推进舱组合体高度降至距离地面145千米时,推进舱和返回舱分离,推进舱在大气层中烧毁,返回舱继续下降,并消除由于两舱分离时产生的返回舱姿态分离干扰,建立正确的再入姿态,准备再入大气层 。

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返回舱调整姿态示意图

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【奔流专访:“神十三”首次采用快速返回技术】返回轨道与再入角示意图

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返回舱与推进舱分离示意图
再入大气层:神舟十三号飞船的返回舱在距离地面100千米时开始再入大气层 。在距离地面80千米时,返回舱进入“黑障”区,使返回舱暂时与地面失去联系,直到在距离地球约40千米处时出“黑障”区,返回舱与地面的联系得以恢复 。

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返回舱再入大气层

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返回舱再入大气层示意图
回收着陆:在距地面约10千米时回收着陆系统开始工作 。返回舱先打开伞舱盖,然后依次拉开引导伞、减速伞和主降落伞 。在返回舱距离地面8千米时,打开主降落伞,返回舱降到距地面约6千米时,主降落伞与返回舱的连接由单点倾斜吊挂转换成两点垂直吊挂,以便返回舱着陆时缓冲装置能够更好地发挥缓冲作用;返回舱降到距地面约6千米时抛掉了返回舱的防热大底,以便露出返回舱底部的反推发动机 。在距地面1米左右时,返回舱底部的4台反推发动机点火,使返回舱以大约3米/秒的速度软着陆 。

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回收着陆分系统正常工作程序

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主伞携带返回舱稳定下降

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反推发动机点火
庞之浩说,最值得关注的是,此前的神舟载人飞船在与空间站或空间实验室分离后,需要绕地球11圈才进入返回轨道,而神舟十三号飞船将首次采用快速返回技术,即飞船与空间站分离之后,通过优化流程,压缩飞行程序,只需绕地球5圈就能进入返回轨道 。此后飞船的制动、再入过程和以前一样,用40多分钟完成四个阶段的动作就可以安全回家了 。
文丨奔流新闻采访人员阎世德 叶满山
资料图片由庞之浩提供