神八返回艙今19時回家 返回全過程「看得見」

2021-01-09 騰訊網

在完成各項既定任務後,「神八」昨日傍晚與天宮一號作別,返回艙計劃於今日19時許返回地面,結束為期17天的太空之旅。

上午,中國空間技術研究院研究員、國際宇航科學院院士朱毅麟接受本報採訪時稱,返回艙落地後,艙門隨即會被打開,相關部門的人員會迅速將艙內搭載的兩個假人、中德開展空間生命科學實驗的生物樣品取出,然後運往北京。

目前,位於內蒙古中部的主著陸場區已準備就緒,迎接「神八」返回艙。

返回無雷暴沙塵暴天氣挺適合

中國載人航天工程新聞發言人昨日宣布,根據天宮一號/神舟八號交會對接任務總指揮部會議決定,「神八」返回艙計劃於今日19時許返回地面。

昨天18時30分,在北京航天飛行控制中心的精確控制下,「神八」與天宮一號成功分離。在完成返回前狀態檢查測試和一系列準備工作後,於今天對飛船實施返回控制。目前,著陸場系統已做好飛船搜索回收各項準備工作。

飛船回收當天「窗口」時間,小雪,無雷暴、沙塵暴等惡劣天氣,地面風力4-6米/秒,滿足飛船著陸氣象條件。

神八回收亮點

夜間回收設施裝具配好:著陸場系統總指揮張海東稱,針對夜間搜索問題,首先配好夜間回收設施裝具,比如為直升機配置了接收飛船發出返回信號的定向儀,增加了夜視儀、搜索探照燈,給地面分隊增配了夜視設備,保證在顛簸不平的道路快速到達返回艙著陸現場。

話音圖像傳輸全程不間斷:著陸場系統總設計師吳斌稱,這次著陸場系統最大的變化是指揮通信。在系統配置上,增加了一架通信直升機,並在直升機旋翼下安裝了中繼衛星通信中端,利用縫隙通信技術,對大範圍地區進行通信覆蓋。

找到返回艙時,指揮直升機指揮其他三架搜索直升機落地,通信直升機會繼續在上空盤旋,直到建立起地面通信系統。

這期間,來到地面的指揮員可以通過超短波背負式電臺,把地面的圖像、話音傳到直升機的衛星通信系統,然後再傳到北京飛控中心。這樣就使整個搜救過程指揮話音、圖像與數據信息實現了全程不間斷傳輸。

飛船返回全過程「看得見」:著陸場系統總體主任設計師呂斌濤稱,在飛船穿越黑障區時,雖然不能了解飛船內部情況,但可以通過雷達反射式測量實時推算出飛船在穿越黑障期間的位置。

目前,我國從納米比亞、馬林迪、喀拉蚩到國內的各測量站,已經形成一套很完整、成熟度較高的接力式測量鏈。

通過這種方式測控神八返回艙,保證了可靠性和成功率,也使返回艙返回全過程都能「看得見」。

難點

11600℃高溫「烤」驗防熱技術

朱毅麟稱,飛船返回的主要技術難點有三個。

第一,飛船返回遇到的最大的難點是進入大氣層後的高溫問題。「神八」在準備返回前,實驗艙、推進艙和返回艙要進行分離,分離後的返回艙在進入大氣層前不存在危險。

「進入大氣層後容易出問題。」朱毅麟解釋道,在距離地球100到80公裡的時候,返回艙便進入大氣層,這時候,它以每秒8公裡的速度下降,艙體與大氣層的摩擦使得周邊氣溫達到1600℃高溫。如果防熱技術措施不到位,便會導致返回失敗,從而墜毀。

不過,從「神一」到現在,我們國家的防熱技術已經做得非常好,這點無需擔心。

難點

2240秒「黑障」返回艙失去聯繫

第二,在穿過大氣層時,返回艙高速行駛,此時其周邊產生1600℃的高溫,進而產生電離層;電離層反射無線電波,就猶如打對方電話,會出現沒信號或接收不到信號的情況,從而無法接通,於是,就失去聯繫了。

這時候返回艙便會進入幾分鐘的「黑障」時間,與地面失去聯繫,測控中心無法監控到返回艙的狀態。

當返回艙距離地球約40公裡時,下落速度降低,艙外溫度下降,電離層消失後,便可恢復聯繫。整個「黑障」時間持續240秒。

返回艙降落到距離地球20到30公裡的距離時,進入低層大氣中,這時候返回艙的速度降低到每秒兩三百米,與周邊空氣摩擦減弱,高溫問題此時就不存在了。

難點

3「主傘」打不開備份傘能跟上

第三個難點便是降落傘的打開。

2004年9月8日,美國宇航局(NASA)「起源號」飛船的子太空艙返回地球時,由於用來緩衝減速的兩具降落傘未能張開而墜毀在猶他州的沙漠中。

兩名準備用直升機半空鉤住太空艙的好萊塢特技演員也「英雄無用武之地」,只能眼睜睜地看著太空艙以時速310公裡的速度從直升機旁飛掠而過,撞向大地。

朱毅麟說,當返回艙距地面10公裡的時候,降落傘打開。從技術上來講,降落傘打開也是飛船順利返回的一大關鍵。

一般除了主降落傘外,還會設置一個備份傘,萬一主降落傘無法打開,那麼備份傘肯定會跟上,「我們國家這方面的技術發展得很成熟」,朱毅麟說。

神八回收新特點

1.應急待命時間增加 應急待命時間取決於飛船在軌時間,神六在軌運行了5天,神七在軌運行了3天,神八在軌運行17天。按照任務要求,在飛船運行過程中,著陸場每天都要處於回收待命準備狀態。

2.搜索回收區域擴大 按照總體方案要求,飛船每天都有回收的可能性。由於回收的著陸點不同,所以搜索區域就變大了。

3.搜索回收時間要求縮短 神七回收時在正常情況下搜索時間要求是6小時,現在提高到2.5小時。

4.夜間搜索回收難度增加 通過演練發現,夜間漆黑一片,伸手不見五指,直升機起飛、降落、返回艙尋找都具有一定難度。

5.飛船的有效載荷回收轉運要求嚴格 返回艙的有效載荷是中德合作研製的通用生物培養裝置,裡面有許多微生物,對環境、溫度有要求,必須在返回後第一時間送到北京處理。

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