原标题:航天员今日重返地球要经历哪些环节?为何在东风着陆场降落?专家揭秘
自从6月神舟十二号将聂海胜等三名航天员送入中国人自己的空间站之后,现在已经过去3个月了,三名航天员90天的太空“出差生活”即将结束,今天就要回家。
据中国载人航天工程办公室消息,北京时间2021年9月16日8时56分,神舟十二号载人飞船与空间站天和核心舱成功实施分离。截至目前,神舟十二号航天员乘组已在空间站组合体工作生活了90天,刷新了中国航天员单次飞行任务太空驻留时间的纪录。
那么,此次飞船着陆,神舟十二号为何选择了东风着陆场?航天员们将会从太空站带走哪些物品?三位航天员撤离空间站回到地面要经过哪些环节?三名航天员将在神舟十二号飞船中停留超过30个小时,这段时间他们将做些什么?返回地面以后三位航天员还将进行哪些工作?红星新闻记者就此专访国际宇航联空间运输委员会副主席、中国航天科工集团二院研究员杨宇光,解答这些疑问。
▲神舟十二号飞行乘组由航天员聂海胜(中)、刘伯明(右)和汤洪波三人组成图据央视新闻
东风着陆场可满足更高着陆要求
神舟十二号将采取半弹道式返回方式
杨宇光告诉红星新闻记者,长期驻留航天员的空间站一般的飞行高度就是四五百公里,有的可能会更低。当空间站的轨道高度过低时,大气密度相对会比较大,空间站的轨道衰减较大。因此长期在轨的空间站,需要定期进行抬高轨道。此次3名航天员在太空站待了90天之久,此时空间站的高度难以确定。这样一来,神舟十二号飞船对于着陆场要求就比较高。四王子旗着陆场相比,东风着陆场面积更大,地面人口稀疏,更利于飞船安全降落,神舟十二号选择了能满足更高要求的东风着陆场。
返回舱在降落过程中,如何确保飞船降落在可控区域内?杨宇光对此解释道,对于飞船是否能够准确降落在可控区域内,飞船的返回方式至关重要。飞船返回的方式主要有弹道载入式、半弹道式、升力再入式。我国神舟十二号飞船采用的是半弹道式返回方式。这种返回方式可以让飞船在返回的过程中,利用火箭发动机改变飞船的姿态,即改变升力的方向,从而在一定范围内去控制飞船的落点,一定程度上保证飞船降落在可控区域内。
据央视新闻介绍,东风着陆场地处巴丹吉林沙漠,着陆面积约2万平方公里,是此前四子王旗着陆场面积的10倍。搜索范围的扩大和恶劣多变的天气,对着陆场通信覆盖及质量提出了更高要求。9月17日,酒泉卫星发射中心搜救回收分队将首次执行航天员搜救和载人飞船返回舱搜索回收任务。针对任务及东风着陆场特点,他们准备了多种装备,确保搜索回收任务万无一失。
▲东风着陆场拥有专业航天搜救力量图据澎湃新闻
航天员撤离空间站要解锁12把对接锁
轨道舱和返回舱分离产生反推力助力“回家”
三位航天员从撤离空间站到回到地面要经过几个环节?杨宇光解释道,航天员从太空站返回到地面的过程十分复杂。第一步是撤离准备工作,第二步是要将和空间站锁在一起的飞船解锁,飞船与空间站之间有12把对接锁。解锁之后的第三步是绕飞及径向交会实验。
“接下来的第四步至关重要,我们的神舟飞船是由轨道舱、返回舱和推进舱三个舱组成,完成绕飞及径向交会实验的飞船需要进入一条比空间站要低的轨道,然后轨道舱和返回舱分离,两者分离不但给飞船减了重,两者分离产生的反推力也助推了飞船返回地球,节省了飞船返回地球所需的燃料。”杨宇光说,当飞船飞到大西洋或者非洲附近上空时,飞船利用推进舱的发动机进行反推,降低飞船下降的速度,从而压低轨道,进入返回的弹道。
杨宇光说,最后关键的一步是飞船的推进舱和返回舱分离,推进舱会单独载着三位航天员返回地面。之后神舟十二号会先经过非洲大陆的上空,再经过印度洋,然后进入我国的新疆。等飞船距离地面十多公里高的时候,飞船的下降速度会下降到两百多米每秒,此时飞船的降落伞就可以打开,之后再抛开飞船底部的防热底,抬升航天员座椅。降落地面的飞船带有发光标识以及无线电信标,随后负责搜救的工作车辆和人员就会到达飞船降落点辅助航天员出舱。至此,航天员才算是成功降落到地面。
此前,据中国载人航天工程办公室消息,神舟十二号载人飞船撤离后,于北京时间2021年9月16日13时38分,与空间站组合体完成绕飞及径向交会试验。对此,杨宇光解释,航天员在返程中要做的工作有很多,这一次神舟十二号返程中第一个要做的就是在撤离后与空间站组合体完成绕飞及径向交会实验,验证径向交会技术。除此之外,飞船在返程中会有几次变轨的过程,以及几个船舱分离的过程,这都需要航天员进行操作。对飞船的各种状态进行检查和监控,这是航天员们在返程途中非常重要的工作。
▲图据央视新闻
航天员返回地面要进行重力再适应
天舟三号将接力起航
着陆之后的三位航天员后续有什么工作安排?杨宇光解释,航天员从太空回到地面之后最重要的是“重力再适应”。长期因为轨微重力对于骨骼和肌肉没有刺激,航天员的肌肉因此会萎缩,骨骼也会骨量减少或钙丢失,在太空时常做锻炼是预防这些问题,但无法保证航天员们的身体不会出现这些问题。因此,航天员到达地面之后要进行相应的身体检查和身体康复锻炼工作。
随着三位航天员开启回家之旅,据中国载人航天工程办公室消息,9月16日,天舟三号货运飞船与长征七号遥四运载火箭组合体已垂直转运至发射区。将于近日择机进行发射。目前,文昌航天发射场设施设备状态良好,后续将按计划开展发射前的各项功能检查、联合测试等工作。
那么天舟三号货运飞船的任务是什么?杨宇光介绍,每次飞船进入太空时是不能携带太多物品,未来神舟十三号要在太空站驻留半年,这半年里,航天员工作生活所需的大部分物资都要靠天舟三号带到太空中。
红星新闻记者吴阳实习生艾小文