梦舟载人飞船距离首次飞行又迈出了关键一步!6月17日,我国在酒泉卫星发射中心成功完成了梦舟载人飞船的零高度逃逸飞行试验。这一试验的历史可以追溯到1998年,当时我国曾经对神舟载人飞船进行了类似的零高度逃逸测试,而此次梦舟载人飞船的实验,则是对这一经典试验的现代升级和再度验证。
进行梦舟载人飞船逃逸飞行试验的原因非常明确。由于梦舟载人飞船与神舟载人飞船在设计和系统上有诸多不同,神舟飞船之前使用的逃逸系统无法直接适配梦舟飞船,因此,针对新研制的梦舟飞船所采用的各种全新系统,必须进行一系列严密的测试,以保证飞船在关键时刻的安全性能。
在6月17日当天,试验过程精彩纷呈。梦舟载人飞船的逃逸发动机成功点火,飞船迅速升至预定高度。随后,飞船返回舱与逃逸塔顺利分离,返回舱成功展开降落伞,最终平稳降落在预先选定的着陆点。整个试验过程环环相扣,顺利完成,彰显了我国载人航天技术的强大实力。
展开剩余82%很多网友一定还记得梦舟返回舱起飞、分离、伞降以及着陆的现场画面。从这些画面中可以看出,梦舟载人飞船的返回舱着陆方式与神舟飞船存在显著差别,尤其是在降落伞的配置和使用上表现得尤为明显。
首先来看降落伞的不同。神舟载人飞船采用了一套主伞加备份伞的配置,主伞面积达到1200平方米,单凭这一主伞就能将三四吨重的返回舱减速至7-8米每秒,实现安全着陆。而梦舟载人飞船则需要同时打开三把降落伞来完成伞降,这背后的原因十分简单明了。
具体来说,神舟飞船总重量仅略超8吨,返回舱约三四吨,主伞足以承担全部减速任务,顺利将速度从近200米每秒的高速下降到安全的7-8米每秒。而梦舟载人飞船重量远超神舟,超过20吨,单个舱段超过10吨。单靠一个1200平方米的降落伞无法安全将返回舱减速到理想的速度范围。若要依赖单伞减速,伞面积必须大幅增加,这在材料选择和制造工艺方面会带来极大挑战。
增加降落伞面积,不仅仅是尺寸的简单放大,还涉及伞布材料强度、缝合技术及耐久性的极高要求。相比之下,采用多伞协同伞降的方案解决了这些难题。事实上,我国梦舟载人飞船以及美国的载人龙飞船都采取了多伞组合的方式完成伞降。
技术上,单伞伞降和多伞伞降各有优势。单伞方案结构简单,开伞控制系统也较为轻便,但一个伞承载全部载荷,开伞瞬间的冲击力非常大,材料与结构必须具备极高的强度。此外,单伞系统在遇到强侧风时,返回舱可能会出现摇摆现象,影响航天员的安全感和舒适度。神舟飞船虽然只打开主伞,但备份伞为其提供了额外保障。
多伞系统的优点则是多个降落伞同时展开,分担了冲击力,每个伞的负载明显减轻。同时,多伞之间相互备份,增强了整体系统的稳定性,即便面对一定侧风,也能保证返回舱的平稳下降。不过,多伞伞降的缺点是控制系统更为复杂,需要精准同步开伞,同时还需设计防止降落伞之间发生缠绕的安全机制。
测试过程中,有网友注意到梦舟返回舱在伞降时底部突然掉落了一块东西,不少人好奇这是否意味着飞船出现了故障。其实,这完全属正常现象,无需担心。虽然媒体报道中未特别提及,但参考神舟飞船的返航过程,这掉落物很可能是飞船底部的防热大底或隔热大底。
载人飞船执行太空任务后返回地球,经历的是极其严峻的考验,外部温度常常高达上千摄氏度。因为飞船在近地轨道飞行时速度可接近地球第一宇宙速度7.9公里/秒,而未来梦舟飞船执行载人登月任务时,其从月球轨道返回地球的速度甚至将接近第二宇宙速度(逃逸速度)11.2公里/秒。
速度越快,气动加热效应越显著。近地轨道航天器重返大气层时,表面温度能升至1000摄氏度以上;从月球返回的飞船,因速度更快,温度更高,最高可达接近3000摄氏度。一般材料无法承受这种极端高温,导致大量卫星、火箭及探测器在大气层中剧烈燃烧,化为灰烬。
但载人飞船返回舱必须完好无损地降落,确保航天员安全。这就要求返回舱必须具备极强的耐热能力。为此,飞船在设计时采取了多项保护措施:外部涂覆耐高温烧蚀材料和隔热材料,底部还安装了防热大底和隔热大底,保护底部关键设备如反推发动机免受高温侵害。
在伞降阶段,大气温度已大幅下降,不再对设备造成威胁,因此防热大底的使命也宣告完成。神舟飞船着陆前还需启动反推发动机缓冲,因而必须抛弃防热大底。而梦舟载人飞船则采用气囊缓冲着陆方式,无需反推发动机,因而在着陆时没有出现类似冒火的现象。这也是为什么大家在梦舟飞船测试视频中可以清楚看到气囊展开的原因。
整体来看,梦舟载人飞船的各项设计和技术细节都体现了我国航天技术的不断进步和创新,为未来载人登月任务奠定了坚实基础。
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