神十四返回舱成功着陆神十二返回舱在东风着陆场安全降落

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神十四返回舱成功着陆神十二返回舱在东风着陆场安全降落


直播截图
神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。
此前据央视网报道,神舟十四号三名航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲自6月5日顺利入驻空间站后,已经在太空工作生活了半年时间。为了迎接他们平安“回家”,酒泉卫星发射中心着陆场系统近日进行了最后一次全流程、全要素搜救合练。
神舟十四号返回舱搜救回收空中分队指挥员陈实:“从1999年开始执行神舟飞船返回舱的搜索回收任务以来,总共有十来次了。这次我总结就是史上最难。因为极端温度能达到零下26摄氏度左右,所以低温对我们的装备,对我们的人员身体上都会造成一些困难。”
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神十四返回舱搜救任务或为史上最难?专家:面临两大挑战
结合此次神舟十四号返回舱着陆,针对任务看点,极目新闻记者早前采访了空间技术专家张传军。
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低温与夜间搜救是两大挑战
极目新闻:“出差”180多天,神舟十四号飞船返回舱将在冬日夜间着陆,与神舟十三号白天返回时相比,此次返回有哪些新的挑战?
张传军:此次返回,低温与夜间搜救是任务的两大挑战。由于直升机飞行的快捷性,航天员搜救任务均以直升机分队为主。在白天执行搜救任务时,搜救队员很容易发现目标,而在夜间返回,搜救队员靠目视看不到返回舱,必须借助微光、红外光学设备,才能发现返回舱,这就增加了搜索发现目标的难度,也增加了抵达返回舱着陆地点的难度。在极寒条件下返回,要为航天员准备可靠的御寒物资,确保打开舱门口后尽快组织航天员出舱,在舱外极寒环境下停留时间要尽可能短,并且能让航天员吃上热饭、喝上热水,用热水洗漱。极寒条件还可能导致机械设备低温启动困难、电子设备工作异常、电池续航能力降低、搜救队员操作失误等,因此,对于救援保障的要求特别高。
极目新闻:神舟十四号返回舱搜救回收空中分队指挥员陈实说,从1999年开始执行神舟飞船返回舱的搜索回收任务以来,这次或是史上最难,您怎么看?
张传军:神舟十二号载人飞船返回舱返回的时候是9月,神舟十三号载人飞船返回舱返回的时候是4月中旬,以前都是在十几度的常温下工作,而本次神舟十四号返回任务是在冬季夜间,飞船在设计上满足低温环境下开展工作,但之一次在东风着陆场零下20多摄氏度的环境下作业,对地面上所有的设备能否正常使用是一个考验。在东风着陆场,飞船有可能着陆于地貌复杂的区域,如山地、沙漠、盐碱地、梭梭林地、水域等。搜救过程中可能遭遇复杂天气现象,如刮风、下雪、起沙尘等。这些复杂情况、困难工况与极寒天气、暗夜环境叠加,进一步增加了搜索任务组织实施的难度。
极目新闻:从神舟五号到神舟十一号,都是在内蒙古四子王旗着陆场返回,为什么空间站开始建造后搬到了东风着陆场?
张传军:载人飞船着陆场更好的选择是人烟荒芜之地,就此而言,内蒙古的四子王旗着陆场和东风着陆场都比较合适,但近年来四子王旗人口密度有所增加。
从神舟十二号开始,空间站建造阶段一年至少发射两次载人飞船,还有两次飞船返回,任务密度比之前几年已经大大增加。另外,空间站航天员也有可能会随时因为特殊情况紧急撤离空间站,地面需要有常备搜救队,依托酒泉卫星发射中心的东风着陆场,常备搜救队伍的后勤条件显然是更好的。
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航天员返回前还需锻炼身体
极目新闻:三名航天员在返回前需要做好哪些准备?
张传军:此次神舟十四号航天员乘组在返回前,首先要做的就是和神舟十五号航天员乘组完成在轨交接。12月2日晚,神舟十四、神舟十五号航天员已经进行了交接仪式,两个乘组移交了中国空间站的钥匙。另外,返回前,航天员一般还要做以下几项准备工作。一是加强体能训练。返回舱返回地球的过程是整个飞天过程的更具挑战性的。三名航天员在太空失重环境下生活了半年,身体已经适应了太空失重环境,返回地球要重新适应地球上的环境,因此返回前要加强体能方面的训练,以便在返回后能更快更好地适应地球环境;二是整理科研成果。所有的航天员都是全能型人才,他们精通天文、地理、医学实验、生物医药、对地观测、矿藏勘察、地球环境变化、太空育种等科研实验项目。在返回地球前,三名航天员要整理好半年来在太空中做的实验数据和科研成果资料。三是清理垃圾,对神舟十四号飞船进行全面检测。
三名航天员在空间站生活了半年,返回前要把垃圾清理好,搬进神舟十四号飞船。并对空间站内的物品进行盘点归位,对整个飞船系统进行全面安全检查,反复练习飞船返回时的整个操作流程,确保安全返航;四是搬运物品,做好返回前的准备。三名航天把整理好的科研资料和生活垃圾等物品搬到神舟14号载人飞船,做好所有准备和检查工作,关闭舱门穿好航天服,检查航天服的气密性,返回舱的操作系统,等待返回指令返回地球。
极目新闻:返回过程是怎样的?
张传军:神舟十四号载人飞船返回舱成功返回地面之前,将经历分离、制动、再入、减速、着陆缓冲五个阶段。
分离与制动阶段,神舟十四号在与空间站组合体分离后,再飞行几圈就开始返回地面。之后,位于前段的轨道舱与中段的返回舱推进舱组合体分离,返回舱、推进舱两舱组合体再通过制动变轨,使舱体从近400公里的圆形轨道变成近地点低于100公里的椭圆轨道;随后,推进舱和返回舱分离,返回舱再入地球大气层,推进舱在穿越大气层时烧毁。
再入阶段,神舟十四号返回舱的外形像一个上窄下宽的大钟,再入之前,舱上自带的发动机会将返回舱调整为大底朝前的配平状态,以升力控制的方式再入。再入的过程中,返回舱和大气层空气剧烈摩擦,形成包裹住返回舱的等离子区,造成地面与舱体之间信号中断,这段时间被称为“黑障区”,在这个过程中,地面无法通过任何遥控方式对飞船进行控制,依靠飞行器全自动处理。
减速阶段,在距离地面40公里左右时,飞船已基本脱离“黑障区”。返回舱上安装了静压高度控制器,通过测量大气压力来判断所处高度,当返回舱距离地面10公里左右时,静压高度控制器会给出一个信号,引导伞、减速伞和主伞相继打开。三伞的面积从几平方米增大到几十平方米再到一千多平米,通过这样逐级开伞的方式以减小过载,保护航天员。另外,为防止减速伞和主伞张开瞬间承受的力太大,在开伞时会处于收口即半打开状态,工作几秒后再完全打开。同时,为了保证航天员的生命安全,提高回收着陆系统工作的可靠性和安全性,返回舱上还配置了备份降落伞。飞船一旦检测到故障,就会按照预定程序切换到备份降落伞工作状态。
着陆缓冲阶段,防热大底与侧壁的防热材料是飞船进入大气层后的“铠甲”,等主伞完全打开后不久,返回舱就会抛掉这身“铠甲”,伽马高度控制装置开始工作,通过发射伽马射线,实时测量距地高度。当返回舱降至距离地面1米高度时,底部的伽马高度控制装置发出点火信号,舱上的4台反推发动机点火,产生一个向上的冲力,使返回舱的落地速度达到1-2米/秒。同时,安装缓冲装置的航天员座椅会在着陆前开始抬升,使冲击的能量被缓冲吸收,充分保证航天员落地的舒适性。
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返回舱主降落伞近3个篮球场大小
极目新闻:航天员出舱时为什么要工作人员抬着下来?
张传军:航天员在太空处于失重状态,时间一长,身体适应了微重力环境,出现耐力下降、肌肉萎缩、骨质疏松等情况。在太空时,血液均匀分布全身,而当他们回到地球后,重力会引起精神、身体和心理短期不适,血液也会迅速涌回下肢,造成大脑和上身缺血,容易导致晕厥等状况。而且,返回舱快速穿过大气层时,航天员需要承受巨大的旋转和撞击。早已适应了太空环境的身体,突然要经受地球引力的考验,这种巨大的反差会给身体带来极度不适,这时他们根本站不起来,为了防止发生意外,保障航天员的安全,出仓后必须抬着走。
极目新闻:返回舱着陆后,地面工作人员在航天员出舱前还需要做哪些工作?
张传军:神舟十四号载人飞船返回舱着陆后,地面工作人员需对舱体进行状态检查,确认舱外无危险源后,舱门才能打开,航天员出舱。之后,工作人员对舱内状态进行检查,同时将伽马源防护盖盖上,避免现场人员受到射线辐射危害。
极目新闻:有网友说返回舱的主降落伞有一个足球场那么大,是真的吗?这么大的伞如何安全回收,如遇大风怎么办?
张传军:返回舱的主降落伞是一个约1200平方米的特大环帆伞。标准足球场的面积是7000多平方米,因此说它还不能铺满一个足球场,但确实有近三个篮球场的面积。这么大的巨型降落伞,它的重量却不到100公斤,收拢后装进伞包的体积也只有200升。整个包伞流程有几十道工序,要保证96根降落伞伞绳互不缠绕,要用15吨的压力将伞衣、伞绳和连接吊带等部件压进伞包。而在返回舱着陆后,航天员会在舱内操作,将降落伞绳和返回舱切断,返回舱与主伞分离。

神十四返回舱着陆速度

速度由7.9公里每秒逐渐降低到几百米每秒。
根据查询中国新闻网得知从返回舱进入大气层开始,随着舱体表面防热材料的碳化烧团祥山蚀带走大量热量,返回舱飞行动能不断减少,速度由7.9公里每秒逐渐降低到几百米每秒。
神舟十四号,为中国载人航天工程发塌中射的第十四艘飞宴含船,是中国空间站组合体之一。

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神舟十二号返航惊险时刻:黑障屏蔽飞船信号,舱外温度高达2000度

神舟飞船的前段是轨道舱,中段是返回舱,后面是推进舱。首先,轨道舱和返回舱进行分离,神舟十二号飞船降到返回轨道。随后发动机开机,飞船将从393公里高度逐步下降,在进入大气层之前,飞船要完成推进舱分离。

神舟十二号返回舱的外形像一个上窄下宽的“大钟”,通过发动机的姿态调整,以大底朝前的姿态升力式返回的方式返回地球, 返回舱要建立正确的再入姿态角(速度方向与当地水平面的夹角)。这个角度必须精确地控制在一定范围内,如果角度太小,飞船将从大气层边缘擦过而不能返回;如果角度太大,飞船返回速度过快,就会像流星-样在大气层中烧毁。

飞船返回舱进入稠密大气层后,是返回过程中环境最为恶劣的阶段。空气密度越来越大,返回舱与空气剧烈摩擦,使其底部温度高达数千摄氏度,返回舱周围被火焰所包围,因此,对返回舱要采取特殊的防热措施。

在距地面10公里左右的高度,返回舱将打开降落伞,并抛掉防热大底,速 度将下降至每秒3.5 米左右。在距地面1米左右时启动反推发动机,最终使返回舱实现安全着陆。

在进入大气层后,可以说是最惊险的时刻,在进入大气层时, 由于返回舱对大气的高速摩擦和对周围气体的压缩,使速度急剧下降,同时巨大的动能转换成热能。这些热能除辐射掉一部分之外,其中的一部分将使返回舱表面温度上升到2000多度,返回舱外壁会被熊熊烈火包围,使整个飞船像火球一样划过天空。

这也是飞船返回舱返回更大技术难点之一,就是飞船的降温,必须给飞船穿上一件“隔热 衣”。不然整个返回舱将会像陨石一样被烧为灰烬。

飞船返回舱的降温主要通过三种 *** :一是吸热式防热,在返回舱的某些部位,采用导热性能好、熔点高和热容量大的金属吸热材料来吸收大量的气动热量;二是辐射式防热,用具有辐射性能的钛合金及陶瓷等复合材料,将热量辐射散发出去;三是烧蚀防热,利用高分子材料在高温加热时表面部分材料融化、蒸发、升华或分解汽化带走大量热量的 *** 散热。

神州十二号返回舱则采用的是烧蚀防热的方式,在返回舱外部特别是温度更高的底部包覆了一层称为“烧蚀材料”的厚厚防热层。这种材料引火烧身,能够通过燃烧自己,耗散大量的热能,从而保护飞船。飞船返回舱着陆后看起来像个烧黑的大铁锅,这就是烧蚀防热形成的结果。因此烧蚀材料,要求汽化热大,热容量大,绝热性好,向外界辐射热量的本领强。中国科学家通过对数十种烧蚀材料的反复筛选和试验,最终为神舟飞船选择了一种先进的低密度烧蚀材料。这种材料不但能耐受几千度的高温,而且密度小于1克/厘米3,质量非常轻。

除此之外,在降落过程中,由于气动加热,贴近返回舱表面的气体分子被分解和电离,形成一个等离子层。由于等离子体具有吸收和反射电磁波的能力,因此包裹返回舱的等离子体层,实际是一个等离子电磁波屏蔽层。所以当返回舱进入被等离子体包裹状态时,舱外的无线电信号进不到舱内,舱内的无线电信号也传不到舱外,一时间,舱内外失去了联系,这就是黑障现象。

在这个过程中,地面无法通过任何遥控方式对飞船进行控制,依靠飞行器对状态进行全自动处理。

黑障的范围取决于再入体的外形、材料、再入速度,以及发射信号的频率和功率等。黑障给载人飞船再入返回时的实时通信和再入测量造成困难,目前尚无很好的解决办法。

而最后一道难关就是降落了,尽管舱体距离地面10公里左右时,飞船的速度已经降到每秒330米以下,这时返回舱上的静压高度控制器通过测量大气压力自动判定所处高度并开伞减速,将返回舱速度逐步降到每秒7米左右。返回舱仍具有很高的速度和较大的动能,这种速度下产生的“硬碰硬”撞击,极有可能会对航天员的脊柱造成损伤。

为此,返回舱会在距离地面1米时悬空急停,安装在返回舱底部的4台着陆反推发动机自动点火,并以极强的缓冲力助其实施“软着陆”。虽然反推发动机个头不大,但 点火时能产生3吨向上的推力。返回舱着陆时,4只共产生12吨向上的推力,抵消了大部分返回舱的动能,从而达到减速目的。

同时通过返回舱底部的由吸能外壳、减振材料和座椅缓冲机构组成的减振系统进一步吸收能量,从而保证航天员绝对安全着陆。

为了保证航天员和返回舱内设备的安全,4台着陆反推发动机必须在10毫秒内同时点火。除此之外, 作为神舟飞船上最后工作的发动机,着陆反推发动机在点火前,还要经历发射震动、太空高低温环境、长时间真空条件等多种考验,为了保证发动机的自身素质,需要研制团队对其进行反复的试验和模拟验证。

可以说,神舟十二号的返回之路充满惊险,它能够表现如何完美,离不开幕后团队的保驾护航,最后,也让我们向所有航天工作者致敬。

神舟十一号与天宫二号什么时间返回地面

神舟十一号与天宫二号什么时间返回地面



神舟十一号2016年11月18日下午1:30时以后返回地面,天宫二号继续留在太空

神舟十二号飞往空间站6.5个小时,返回地球为何却要28.5个小时?

神舟十二号从之一天8点56分与空间站分离,再到第二天中午13点34分稳稳精准着陆于东风着陆场,共历时约 28.5小时

有些网友发出疑问:长征二号运载火箭送神舟十二号飞船到空间站完成自主对接,仅用了 6.5小时 。离开地球需要克服重力缓慢加速爬升,像是爬楼梯,从空间站回地球则像是从楼上自由下落, 返程更快为什么反而要多花20多个小时?

实际上神舟十二号与空间站分离后 并没有直接执行返回程序。 太空出差三人组离开天和号核心舱前也并没有像住酒店一样开门就走,他们还进行了“清理工作”。例如:整理空间站相关数据资料,对空间站进行一些设置以及清点、整理剩余物资,并将要扔的垃圾带到了神舟十二号飞船上。做这一切都是为了让将要到来的神舟十三号组员,有一个舒适、稳定的太空生活环境。

这次三人组在空间站驻留了三个月,而 神舟十三号组员将要驻留半年 。除了大扫除,神舟十二号分离后,还把神舟十三号将要对接的流程试了一遍,因此在太空中多耽误了一些时间。

关于太空中不同舱段的对接,我们以往的经验都是 水平前后对接 。神舟十二号飞船与天和号核心舱对接时就是先逐渐接近天和号,然后神舟十二号的前端顶向天和号核心舱的后端接口,进行水平对接。这个过程只需要控制 两个航天器的相对速度 以及接口是否对准。

不过,神舟十三号就没有那么简单了,我国将首次采用载人垂直对接,称之为 径向交会对接 。径向交会对接不仅要让神舟十三号追上空间站并保持 同速同向飞行 ,还需要控制两个航天器 垂直方向上的速度 ,复杂程度与对接难度都大大增加。

我国航天除了“牛”,还有一点就是“ ”,这离不开我国逮着个机会就会做实验。神舟十二号要返回地球必然要经历制动减速阶段才能落回地面,而飞船减速的动力来源于 推进器反向推进 。因此神舟十二号想要返回地球就需要调整姿态,进行180度旋转, 把推进器调到前面

然而这次神舟十二号分离后并没有选择直接翻转,而是选择绕空间站半圈, 通过绕飞完成头尾调头。 如此大费周章是为了在绕飞四分之一圈(在空间站正下方)时借机进行“ 径向交会对接 ”实验。神舟十二号在空间站下方接口200米处,逐渐靠近到距离19米,就差与接口对接了才停止动作,并保持该位置长达90秒,确认了所有敏感元件以及控制系统完全正常后才继续绕飞到空间站前端。这次实验间接 验证了神舟十三号飞船将来进行径向交会对接毫无问题。

绕飞与径向交会对接实验,用掉了神舟十二号 4.5小时 。虽然得到了一个实验机会,但返回难度以及返回时间增加了。因为在这过程中飞船的姿态与轨道都发生了变动,而原本空间站返回的难度就更大,因为空间站返回高度与此前载人飞船升空直接返回的轨道 高度不同

为此神舟十二号需要继续绕轨两周来重新测定轨道高度,这又花去了3个小时(一周1.5小时)。也就是说大约在9点分离,但 完成最终的轨道测定后已经大约16点半了。

神舟十二号返回需要在 光照条件较好 的时间进行,东风着陆场为面积 两万平方公里的广袤沙漠 ,搜救难度本来就大, 夜晚能见度低 更不适合着陆,再加上各个遥测站监测、地面人员休息时间以及飞船需要进行姿态调整等原因,神舟十二号还需要继续在轨道上运行十几圈等到第二天中午的 更佳着陆时间窗口 。在这个过程中,神舟十二号(轨道舱、推进舱,返回舱组合体)始终在保持在390多公里的高度的轨道上,在某种程度上还未进入返回程序。这就像你虽然走出家门,但始终在门口徘徊。

神舟十二号 真正返航时间其实是在中午12点43分 ,进行之一次姿态调整轨道器与返回舱分离,再第二次进行姿态调整准备进入返回轨道。姿态调整就像调整 汽车 的车头,对准回家的路,然后 推进舱反向推进,进行减速制动 ,让地球引力所捕获进入返回轨道,最后 推进舱与返回舱分离 ,返回舱载着三位航天员于13点34分在地面着陆, 整个返回过程仅用了51分钟。

因此, 神舟十二号是为了解锁神舟十三号的径向交会对接技能,所以拖了约28个小时,而非返回时间需要28个小时。

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