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美国宇航员从国际空间站返回地球(为什么返回舱落地时着火了)

时间:2023-08-22

经过4个小时的飞行,返回舱降落到哈萨克斯坦德泽兹卡兹干镇东南140公里左右的大草原上

TIPS:本文共有 1669 个字,阅读大概需要 4 分钟。

在国际空间站上工作和生活了355天后,美国宇航员范德黑终于在美国东部时间3月30日上午,如愿以偿地踏上“返乡”之旅,与他同行的还有另外两名俄罗斯的宇航员。经过4个小时的飞行,返回舱降落到哈萨克斯坦德泽兹卡兹干镇东南140公里左右的大草原上。至此,美国宇航员范德黑打破了美国宇航局斯科特·凯利此前保持的340天的纪录,成为美国在太空中单次工作和生活最长的宇航员。

在美国NASA网站上,公开了返回舱降落的视频,在视频中,我们可以看到返回舱在降落伞的保护下,缓缓地下降,过一会儿在画面中出现了直升机盘旋的身影,标志着救援人员已经定位到返回舱。当返回舱接触地面以后,地面腾起了一团尘土,瞬间将返回舱包围。待尘土散去之后,我们会发现返回舱燃起了火苗,难道返回舱着火了吗?

为了回答这一问题,我们不妨先回顾一下俄罗斯的联盟号宇宙飞船,是如何将3名宇航员接回地球的。首先第一步,3名宇航员进入联盟号宇宙飞船并准备妥当之后,联盟号与国际空间站取消对接,开启返程之旅。

第二步,联盟号飞船随后进入地球轨道飞行,不久开始点火,使飞船开始减速为穿越地球大气层做准备。

第三步,联盟号在重力作用下自由下降,这个阶段飞船还并未真正进入大气层,通过不断的姿态调整,也就是选择合适的再入姿态角,时机成熟以后,通过爆炸螺栓使返回舱与推进舱分离,位于飞船中段的返回舱脱离出来,将搭载宇航员回到地球。

第四步,三名宇航员在返回舱内穿越大气层,在此期间,运用半弹道式的方式,就像“打水漂一样”,经历进入大气层、踏离大气层、再入大气层的阶段。随着高度的不断下降,空气的密度越来越高,返回舱与空气的摩擦越来越剧烈,返回舱底部的温度高达数千摄氏度,当下降到一定高度以后,返回舱就会将被因高温高压所形成的等离子体包围,这段时间与地面将失去联系,进入“黑障区”。宇航员在返回舱内要紧紧贴在减震椅上,并承受着大约5个G的重力加速度。

第五步,当穿越“黑障区”之后,返回舱继续以高速坠落,当它的轴向过载达到规定的相应指标时,返回舱便自动开启装置提供一定的升力支持,使返回舱的过载不会超出宇航员身体的承受范围,否则宇航员的身体将会面临不可想象且不可挽回的伤害。同时,通过这种升力的控制,还可以在一定范围内调节返回舱的运行轨迹,从而确保坠落目标与既定位置尽量吻合。

第六步,当返回舱的高度进一步降低以后,由于空气密度进一步加大,空气的阻力与返回舱受到的重力基本保持平衡,返回舱开始做匀速运动,这时候的速度大约为每秒200米。当返回舱距离地面10公里左右时,其着陆系统开始启动。

第七步,在着陆系统启动以下,在适当的时机,返回舱便会打开降落伞,同时返回舱底部的隔热层被抛掉,以减少重量,在降落伞的牵引下,返回舱的降落速度进一步降低。

最后一步,在距离地面大约1米左右的时候,返回舱的反推发动机开始点火,给返回舱提供一个反推力,返回舱的下降速度最终最到每秒6米左右,并以这个速度与地面接触。

以上八个主要“步骤”,是空间站返回舱回到地球的主要过程,不但国际空间站的宇航员返程时要经历这样几个阶段,我国近年来实施的嫦娥探月返回舱、天宫空间站载人返回舱应用的也是这种方式。

对于载人返回舱来说,这个过程有两个重要的关键点,一个是选择半弹道式的再入大气层方式,既能降低再入飞行过程时的升阻比,也能有效降低最大过载,还能降低与空气的摩擦强度。另外一个就是返回舱反推发动机的工作,能最大限度减少返回舱与地面撞击的速度。这两个关键进程,对于有效减少宇航员在下降过程中的不适和痛苦,有效减少坠落地面瞬间的冲击和伤害,都起到了至关重要的保护功能。

最后,再回到一开始的问题上来,我们在NASA视频画面中,看到返回舱落地时燃烧了起来,其实并不是返回舱在降落时出了什么致命问题,而是反推发动机喷出的火焰。地面瞬间腾起的巨大尘土,也不完全是撞击所产生的,而是反推发动机喷出的气流吹起来的地面沙尘。至于为什么返回舱在着陆以后火苗为何还依旧,我想一个可能是反推发动机没有及时关闭,另一个可能就是降落伞被引燃了,返回舱内部的宇航员们则没有什么问题。

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显示评论内容(3)
  1. 居士2023-11-25 14:34居士[澳门网友]203.33.215.4
    真是不可思议,美国宇航员们的归来引发了火灾,希望他们都平安无事,顺利解决事故。
    顶6踩0
  2. 时间存放的空隙2023-10-24 18:31时间存放的空隙[新疆网友]203.19.156.121
    这次返回舱着火的消息真是让人吃惊,希望美国宇航员们都平安无事,早日解决问题。
    顶1踩0
  3. 逍风佰佰2023-09-22 22:29逍风佰佰[云南省网友]103.27.13.243
    哇,美国宇航员成功从国际空间站返回地球啦!不过着火的事情让人有点担心,希望他们平安无事。
    顶0踩0
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