神舟13号在哪里发射在哪里降落(神舟13号返航倒计时)

文|科学虫洞

2021年10月16日,神舟13号腾飞升空,将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空。一转眼,三位航天员已经在太空“出差”六个月,回家之旅也进入了倒计时。

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今天我们就来聊聊航天员返航前要做的工作,以及返航后地面人员将如何搜救。

踏上归途前,航天员要做哪些准备?

2022年3月27日,天舟2号货运飞船撤离空间站核心舱组合体;按计划,3名出差的航天员将在4月中旬返航。

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在返航阶段,航天员会加强身体锻炼,强化身体素质,为适应着陆做准备。在即将返回地球家园前,他们也要做好一些准备工作,其中有几个关键词:检查,清理,打包

如果将天宫空间站比作旅店,神舟13号的航天员不是它的第一批旅客,也不会是最后一批。为了方便后续上来工作的航天员,神十三航天员要做好收尾工作。

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检查,就是对空间站内的物资、物品进行盘点和梳理,同时检查好相关设备的状态,包括返回时使用的防护装备。

清理,即是对空间站进行大扫除。在空间站生活半年,还会产生许多垃圾,这些垃圾的处理是很严格的。

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将垃圾收集起来,分类装好之后放入轨道舱,飞船返航时,会让它们随着轨道舱坠入大气层销毁。

打包则是指对返回舱的行李,以及科学实验样品进行收纳和固定。返程是非常颠簸的,如果没有打包固定好,珍贵的资料就可能损毁,还会给返程带来麻烦。

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飞船返航四部曲

准备工作完成后,航天员关闭舱门,撤离空间站,进驻返航飞船,然后穿上出征时穿的舱内压力服,迎接返程。

返程困难而危险,而且程序一旦启动,就没有“可逆余地”。从正式出发到着陆,飞船返回地球的过程可分为四步,分别是制动、滑行、再入、着陆。

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·制动

飞船在轨道上以8km/s的第一宇宙速度飞行,想要脱离原来的飞行轨道返回地球,那么必须要制动减速。

神舟回家,首先要使飞船调整到返回姿态,让轨道舱和返回舱-推进舱组合体分离

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之后,开动推进舱的火箭发动机,产生制动,降低飞船速度,使其脱离原来的飞行轨道,进入下降飞行轨道

·滑行

随后,返回舱-推进舱组合体进入自由下降阶段,距离地面140公里时,推进舱会进行分离并在大气层中烧毁

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距离地面大约100公里高度时,返回舱要切好正确的再入姿态角(飞船和当地水平方向的夹角),一般是1.5°~1.7°

这个角度十分严格,如果过大,会导致返回舱再入大气层时速度太快,航天员会受不了,甚至整个返回舱都可能烧毁;

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而如果再入姿态角过小,也会产生很大问题,返回舱直接从大气层边缘擦肩而过,无法回到地球。

·再入

第三个阶段是再入大气层阶段,距离地面大约100公里时再入大气层。这也是返程中环境最恶劣的一个阶段,过高的速度导致返回舱跟大气层剧烈摩擦,表面被烧得通红

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在距地面大约80公里开始,返回舱会出现失联的状况,跟地面中断通讯,这个区域被称为“黑障区”。等返回舱落到距地面大约40公里时,黑障消失,通信恢复。

·着陆

距离地面大约10公里时,返回舱的降落速度为200m/s,回收着陆系统开始工作。

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返回舱的降落伞主要由引导伞、减速伞、主伞构成。距地面10公里时,飞船抛开降落伞盖,首先张开引导伞,之后拉开减速伞。

距离地面8公里时,减速伞被丢弃,同时主伞张开,继续降落;返回舱的下降速度逐渐由80m/s降到40m/s,然后再降到7~8m/s。

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距离地面1米高时,最后一道减速工序开始,返回舱的着陆反推发动机点火启动,使得下降速度降到2m/s以内

着陆前,航天员的座椅也会升高,缓解返回舱落地瞬间带来的震动感,平稳着陆。

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地面搜救人员如何找到航天员?

神舟13号的着陆场是东风着陆场。东风着陆场位于巴丹吉林沙漠和戈壁带,地形开阔、人烟稀少。

曾经,东风着陆场是四子王旗着陆场的备用着陆场;如今神十三的返航,却是东风第二次迎接载人飞船回家了(第一次是神十二返航)。

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神舟12号返回舱降落东风着陆场

据了解,东风着陆场东西平均长度120公里南北长度约为190公里面积大约有2万平方公里。这里如此广袤,搜救人员如何及时找到航天员呢?

首先,从再入大气层到距地面20公里高度,返回舱采用了升力控制方式,降低再入热流,让返航时的过载不超过4g,较为精准地返回着陆场。

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其次,返回舱装载的标位系统能够发出信号,告诉地面人员“我在这里”,帮助他们锁定位置。

我国飞机和雷达会持续观测锁定返回舱的大概位置,根据数据给出搜寻范围,地面车队则搭载了北斗导航系统。

在通力合作下,搜救人员就能迅速锁定航天员的位置,展开高效搜救。

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最后,搜救返回舱是对着陆场技术和管理的考验。虽然面积大,但地面人员会提前对每个地方进行勘察记录,熟悉环境和坐标参数。

东风着陆场的搜救人员,不仅多次深入周边展开摸排、踏查,还积极展开专业的搜救训练

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有了成功搜救神舟12号飞船的经验,再加上专业的勘察和训练,着陆场区的搜救队员已经准备就绪,神舟13号返回舱的搜救效率也有保障了。

最后,让我们欢迎3位出差的航天员平安归来,向辛苦的航天员们致以崇高的敬意!

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