数字里看亮点 增强现实技术详解神舟十六号返回步骤

日期:10-31

来源:央视网

央视网消息:神舟十六号三名航天员已经踏上了回家之旅。接下来,我们通过增强现实技术带您来了解一下神舟十六号返回的全过程,简单来说有一个亮点、四个关键、五圈等待。

先说亮点。和前几个乘组不同,神舟十六号回家之前还完成了一项任务,就是由航天员手持高清相机,给建成后的中国空间站拍摄高清全身照,而且,背景还要带地球!这可是第一次。怎么在太空里找角度?看看神舟十六号怎么做?北京时间昨天(10月30日)20时37分,神舟十六号撤离空间站节点舱径向端口,先后在19米、200米停泊点停泊,是不是有点眼熟?每次径向交会对接时都要在这两个位置停一停。随后,神舟十六号改成平飞,从核心舱前向绕到空间站的上方。在这个过程中,飞船还要完成一次180度掉头,从推进舱在前变成轨道舱在前,飞上去以后,还要进行滚动90度调姿,好比一个转身,把舷窗对准空间站。然后,咔嚓,航天员摁下快门……和地球同框的空间站高清全身照就此诞生。

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任务完成,神舟十六号这才正式启程回家。这次返回依然采取了神舟十三号以来的“快速返回方案”,也就是说,绕飞地球的圈数从早先的11圈缩短到了5圈七个半小时。这样做的好处是大幅缩短了航天员返程的时间,也减轻了航天员在狭小空间长时间停留的不适感。

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经过5圈的准备和等待之后,马上,最后的冲刺阶段即将开始。在大约50分钟时间里,返回舱就将从大约390公里的高度回到地面,这一路,返回舱要穿越重重难关,关键动作有四组。

第一组,两次调姿、轨返分离。这组动作在大约390公里的高度完成。先是一次调姿,飞船水平方向逆时针转90度。这样做是为了保证轨返分离后,轨道舱和推返组合体不在一个方向上,避免它们之间发生碰撞。

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一次调姿到位,马上,轨返分离,也就是轨道舱和返回舱之间分离。轨返分离之后,神舟飞船就只剩下了两舱结构,回家之旅就不可逆了,因为对接机构在轨道舱上,没有了轨道舱,飞船就没有办法再去和空间站进行对接了。

轨返分离之后,马上,飞船二次调姿,继续水平方向逆时针转90度,变成推进舱在前,返回舱在后,也就是倒着飞,而且推进舱还会翘起来,有一个俯仰角,为制动减速、进入返回轨道做准备。

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两次调姿、轨返分离,这个过程非常快,持续大约120秒,两分钟左右就全部完成。

随后返回制动开始。在返回制动的过程中,除了推进舱底部的主发动机点火之外,侧面的姿控发动机也在不停工作,这是为了在制动的同时保持姿态的稳定。返回制动一般持续150秒到180秒。

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制动结束后,飞船就进入返回轨道惯性滑行,高度逐渐下降。

在距离地面约145公里时,第二步关键动作来了!推返分离,推进舱和返回舱分离。推进舱在穿越大气层时被烧毁,而返回舱独自返回地面。

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大约120公里高度,返回舱即将进入大气层,这时还要进行配平攻角调整。也就是把防热大底朝前,这样可以增加气动效应,更好利用空气阻力减速。

距离地面大约100公里高度,最惊险的时刻来了,返回舱以大约7公里每秒的速度冲进大气层,由于和大气发生剧烈摩擦,返回舱就如同一个火球在天际划过,在80—40公里高度,返回舱外面还会形成一个等离子壳,导致地面与返回舱之间的无线电通信中断,这个阶段也被称为“黑障区”。过黑障时,返回舱速度大大降低,等到出黑障时,返回舱速度已经下降到了大约200米每秒,也就是时速700多公里。这个速度对于着陆来说还是太快,需要继续减速。

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返回舱继续下降到10公里高度,这时空气已经足够稠密,第三步关键动作来了——开伞。需要特别说明的是,开伞的过程是三级开伞,一个拉一个,引导伞、减速伞,最后是主伞。1200平方米的主伞打开后,返回舱下降速度降低到每秒7—8米。

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到了大约6公里高度时,返回舱还要把防热大底抛掉。防热大底好比返回舱的铠甲,它的主要作用是隔热,之所以现在要抛掉,是为了让被它包裹着的着陆反推发动机露出来。

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最后第四步着陆。距离地面1米左右时,四个着陆反推发动机会同时点火,返回舱进一步减速,最终以每秒2米左右的速度安全着陆。

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回顾这四组关键动作,从轨道舱和返回舱分离开始到着陆,从大约390公里的高度到落地,不过短短50分钟左右的旅途,但却是一路的风驰电掣、一路的惊心动魄,看完了这个过程,您是不是和我一样,会由衷佩服航天员的勇敢无畏,同时也要为在幕后保驾护航的航天人点赞。

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