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载人飞船返航:溅落到大海!返回舱被烧得黑不溜秋,到底经历什么

   时间:2024-10-26 16:01:29 来源:90说科技作者:郑佳编辑:瑞雪 发表评论无障碍通道

在10月25日,美国一艘载人龙飞船成功返航,在佛罗里达州彭萨科拉附近海域溅落,结束了长达8个月的飞行之旅。

在今年3月3日,SPaceX公司发射了一艘载人龙飞船去执行Crew-8任务,将美国宇航员马修·多米尼克、迈克尔·巴拉特和珍妮特·埃普斯以及俄罗斯宇航员亚历山大·格雷本金4人送上了国际空间站。

按照最初的计划,这艘飞船计划在9月就返回地球的,但是被6月份美国波音公司发射的“星际客机”载人飞船打乱了节奏。当时波音公司这艘星际客机载人飞船去执行首次载人飞行任务,将2名宇航员送上国际空间站。

然而星际客机飞船在发射升空后就出现了一系列的问题,返航时间一推再推,最后不得不选择无人飞行的方式返回地球,让那两位宇航员继续留在国际空间站,等待后续的载人龙飞船去把他们接回来。

波音公司星际客机飞船的问题不仅让国际空间站无端端多了2名宇航员,也导致SPaceX公司的Crew-9任务发射时间推迟,再加上载人龙飞船需要把滞留在国际空间站的2名宇航员接回来,所以执行Crew-9任务的载人龙飞船没法“满员”出征太空,只能搭载2名宇航员,预留2个空座位出来。

执行Crew-9任务的载人龙飞船成功发射升空后,执行Crew-8任务的载人龙飞船就开始准备返航,原计划在10月返回地球,但是由于受到了超级飓风“米尔顿”的影响,返航时间再次被推迟。

虽然美国载人龙飞船选择在大海降落,海域面积相当大,有多个备选的着陆区,但是在飓风过后,预选着陆区的天气状况还是比较恶劣,所以这艘载人龙飞船返航时间又连续推迟了几次。

毕竟载人龙飞船溅落到大海以后,工作人员需要快速去海面打捞返回舱,对于飞船、宇航员、打捞队伍来说,恶劣的天气都是致命的威胁。

现在执行Crew-8任务的载人龙飞船已经返航了,成功在佛罗里达州附近的海域溅落,从发射升空到返航,这艘飞船已经在轨飞行超过230天时间。飞船返回舱溅落大海后,NASA和SpaceX的救援队抵达了现场将返回舱打捞了起来,同时也协助宇航员出舱。

从现场的画面中,我们可以看到载人龙飞船返回舱外部有一些区域被烧得黑不溜秋的,飞船在发射、返航之前是非常干净、整洁的,对比非常鲜明,为什么执行飞行任务后就变成这样了,到底经历了什么。

返航时经历了什么

不管是我国的神舟载人飞船、俄罗斯的联盟号载人飞船,还是美国SPaceX公司的载人龙飞船、波音公司的星际客机飞船,返航过程中都会经历惊心动魄的过程,返回舱外部无一例外都会被烧得黑不溜秋,甚至有一些区域可以说是面目全非。

在近地轨道飞行的飞船、卫星、空间站等航天器飞行速度相当快,差不多接近地球第一宇宙速度7.9公里每秒,而飞往月球、火星的航天器飞行速度更快,需要达到或者接近地球第二宇宙速度11.2公里每秒,而这些从月球、火星返回地球的航天器速度也差不多有这么快。

这些航天器飞行速度这么快,有一个作用就是能摆脱地球的引力从而能够长时间在外太空飞行,而不是快速坠落地球大气层烧毁。而这些航天器飞行速度这么快,在返航时就会面临如何减速的问题。

当这些航天器以这么快的速度闯入地球大气层时,气动加热效应会非常强烈,导致返回舱外部的温度急剧上升。在近地轨道飞行的飞船、探测器、卫星重返地球时,外部温度会超过1000℃,而从月球轨道、火星轨道返回地球的航天器速度更快,气动加热效应很强烈,外部温度更高,像之前美国的猎户座号飞船执行首次绕月飞行任务返回地球时,外部温度就超过2700℃。

在经受超过1000℃的高温灼烧时,绝大多数材料都是没法承受的,所以那些没有经过特殊设计的货运飞船、火箭残骸、卫星残骸在重返大气层时都会直接在大气层中烧毁,化为灰烬。而返回舱是经过特殊设计、制造的,能够承受这么高温的灼烧,所以不会有问题。

像我们的神舟载人飞船返回舱外部会涂有烧蚀材料、隔热材料,在温度更高的底部还会安装隔热大底、防热大底,即使经受接近2000℃高温的灼烧,返回舱也不会被烧毁,返回舱内部的温度还是相当舒适,航天员感受不到任何不舒适的情况。只不过,在这么高温的灼烧下,外部的烧蚀材料、隔热材料会脱落,所以返回舱外部就出现被“烧焦”的情况了。

神舟十八号返航倒计时

现在中国空间站也有一艘载人飞船进入返航倒计时阶段了。从发射升空到现在,神舟十八号飞船已经在轨飞行超过6个月时间了,任务已经接近尾声。

虽然官方还没公布神舟十八号具体在哪一天返回地球,但是返回地球的世界不远了。因为神舟十九号飞船、火箭组合体已经转运到发射区,即将发射升空,当神舟十九号飞船发射升空后,神舟十八号、神舟十九号的2个航天员乘组会同时在轨几天时间,完成交接任务后,神舟十八号飞船就会从中国空间站撤离返回地球。

当神舟十八号飞船从中国空间站撤离返回地球时,一样需要高速闯入大气层,经受高温的灼烧,返回舱外部也会被烧得黑不溜秋,最后在东风着陆场着陆。

 
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