歡迎回到地球!
在三朵巨大紅白傘花的拖曳下
新一代載人飛船試驗船返回艙
於今天13點49分
成功著陸在東風著陸場
新飛船試驗船飛行試驗任務
取得圓滿成功
在被長徵五號B火箭託舉入軌
多次軌道控制一路爬升
成功完成首次太空3D列印
成功試驗太空千兆區域網
……
圓滿完成各項試驗任務之後
新一代載人飛船試驗船
北京時間今天中午
從約8000公裡軌道高度
踏上了回家之路
12時21分
北京航天飛行控制中心
通過地面測控站向試驗船發出返回指令
13時33分
服務艙與返回艙成功分離
此後,試驗船返回艙姿控發動機點火
建立再入姿態
以接近第二宇宙速度(11.2km/s)的高速
進入地球大氣層
摩擦、摩擦……劇烈的燒蝕
使其化身為一顆飛火流星
……
當它出現在人們的視野當中
群傘打開 緩緩下降
接近地面 氣囊彈出
如同一套精彩的體操動作
平穩的下法是成功的標誌
相比於神舟飛船
新一代載人飛船試驗船的返回
有哪些不同之處?
技術含量體現在哪兒?
看點一:東風著陸場
你注意到了嗎?無論是之前的柔性充氣式貨物返回艙試驗艙,還是今天的新飛船試驗船,預定著陸地點都是東風著陸場。而神舟系列飛船的著陸地位於內蒙古的四子王旗,兩地相隔千裡。
東風著陸場的地理位置接近東風航天城,也就是大家所熟知的酒泉衛星發射中心。它地處巴丹吉林沙漠和戈壁帶,這裡地域遼闊而且人煙稀少,此前一直作為四子王旗的備用著陸場。
專業人士介紹,新飛船試驗船選擇著陸「東風」,可能的一個考慮是這裡的地形足夠開闊,對於採用比較新的再入控制方式,著陸精度較難精準把握的任務來說,更為適合。此前,有兩次太空飛行器返回的任務,為新飛船試驗船此次返回奠定了基礎。
再入返回飛行試驗器
2014年11月1日,被譽為嫦娥5號探路尖兵的再入返回飛行試驗器在內蒙古四子王旗預定區域安全著陸。這是我國第一個從月球附近返回的太空飛行器,返回時的速度首次接近第二宇宙速度。這樣的速度一頭扎進大氣層,太空飛行器極有可能被直接燒毀。
因此這次任務精心規劃了進入大氣層的角度,太空飛行器就像「打水漂」一樣,進入大氣層後,往裡面扎一點,又「漂」起來了,通過「彈跳」進行減速,然後再入大氣層。
太空「打水漂」示意圖
專家介紹:「這一跳是生死攸關的一跳!如果跳不起來,'嫦娥'就會一頭栽下摔個粉身碎骨,如果跳過了,'嫦娥'就會逃離大氣層,無法二次再入。」
另一返回任務是2016年6月26日,長徵七號火箭首飛搭載的多用途飛船縮比返回艙,成功著陸「東風」,這也是東風著陸場在我國載人航天任務中首次使用。
縮比返回艙
縮比返回艙是新飛船返回艙的縮小版,高度約2.3米,最大外徑2.6米,總質量約2.6噸,首次採用彈道方式返回——指揮控制中心不對返回艙進行控制,返回艙依靠分離時的速度和姿態返回著陸。「相當於我們扔一塊石頭,從手裡扔出後的石頭的落地方式。」
中國航天科技集團介紹,此次新飛船試驗船返回艙的再入返回階段,通過新型返回制導策略控制再入飛行過程。
看點二:群傘+氣囊
與神舟飛船著陸時,一個大大降落傘在空中搖曳不同。新飛船返回艙減速靠的是群傘,也就是一組降落傘。
單傘變群傘,最主要的原因是能裝六名航天員,「一個頂倆」的新飛船返回艙個頭大、分量重,單靠一個傘拖不住了。神舟返回艙的質量在3.5噸左右,中國航天科技集團五院508所此前介紹,該所研製的大型群傘系統和大載重著陸緩衝系統結合,可將回收重量增加到7噸以上,與美國新一代獵戶座飛船達到同一水平。
508所此前通過直升機外掛投放7噸級模型的方式,成功進行我國首次大型群傘系統及大載重著陸緩衝系統空投試驗,對多項載人航天領域關鍵技術進行了考核驗證。
專家介紹,群傘系統由2頂減速傘、3頂主傘組成。減速傘主要用於太空飛行器再入返回時的初級減速。此次驗證的減速傘為全新研製產品,承載能力較傳統產品有質的提升,同時傘型設計也兼顧了高阻力性能和一定的穩定性。主傘在摺疊包裝、拉直開傘及充氣展開環節進行了優化設計,保證各傘之間充氣的一致性和同步性,以滿足群傘系統的工作特性。
大載重無損著陸回收對著陸緩衝系統提出了更高要求。神舟飛船落地前最後一刻採用的著陸反推發動機只能一次性使用,為了滿足返回艙重複使用的要求,新飛船的返回艙採用了氣囊緩衝。
508所依託太空飛行器無損著陸技術實驗室創新平臺,科研團隊突破了多氣囊組合緩衝動力學建模與仿真、複雜氣囊結構設計、多層多體氣囊複合工藝、氣囊主動排氣控制等多項關鍵技術。如同汽車上的安全氣囊,關鍵時刻及時彈出,給返回艙以最大程度的緩衝保護。
看點三:設備重複使用已經安排上了
重複使用是降低探索太空成本的關鍵,也是全球航天技術發展的大勢所趨。
新一代載人飛船返回艙的設計目標,是實現十次左右的重複使用。要實現這一目標,有兩個關鍵點在於,一是返回艙的總體結構能夠扛得住,通過更換可拆卸的防熱材料,能夠再次經受「烈火燒蝕」;二是高價值的設備得足夠耐用,經過上天、落地的考驗,依然能夠穩定地工作。
中國航天在這兩方面都在進行深入的探索。話匣君從中國航天科技集團上海航天技術研究院了解到,在此次新飛船產品配套中就有兩個老面孔,一個是返回艙攝像機、一個是著陸搜尋信標機。這兩臺設備是與景海鵬、陳冬一起遨遊太空30多天的神舟十一號載人飛船返回件。
原先神舟載人飛船返回後,所有的返回件均會拆下運回產品承制單位進行性能和功能檢查。根據多發產品返回後檢查的結果,產品性能穩定,功能齊全,各項指標依然滿足飛行任務要求,上海航天804所研製團隊大膽提出返回件重複利用的方案,不僅降低了成本,也實現了首次在載人航天工程中重複使用上海航天技術研究院的飛行產品。這既是對自己研製產品的可靠性有信心,也是對高效完成任務有決心。
壯觀的升空 輕盈的落地
長徵五號B火箭首發的「主線任務」
均已圓滿完成
雖然柔性充氣式貨物返回艙試驗艙
在返回過程中出現異常
但「支線任務」的挫折
我們大可不必太灰心
動漫迷們都說了
機動戰士高達中的橋段
哪是那麼容易夢想成真的
有消息顯示
今天上午
遠望21號火箭運輸船
已動身前往天津港
昨天下午
其姐妹船——遠望22號
已經靠泊天津
目的地顯示:文昌清瀾港
顯然,又一次長徵即將啟動!
(來源:中國航天科技集團、中國空間技術研究院等)