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神舟十七安全着陆!中俄飞船都在陆地着陆,美国飞船为何掉入大海

作者:璀璨科学

在4月28日,神舟十七号以及神舟十八号的2个航天员乘组在中国空间站内举行了交接仪式,神舟十七号任务指令长汤洪波把中国空间站的钥匙移交给了神舟十八号任务指令长叶光富。空间站钥匙的移交也标志着神舟十七号任务已经全部结束。

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在4月30日,汤洪波、唐胜杰、江新林3名航天员进入神舟十七号飞船返回舱内,神舟十七号飞船在中国空间站撤离,在环绕地球飞行了5圈后重返地球大气层,然后在东风着陆场进行着陆。

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早在4月28日,航天员就已经举行了交接仪式,为什么要到4月30日才从中国空间站撤离呢?不能提前撤离吗?和飞船发射升空的情况一样,飞船在返航时也需要考虑到一个“窗口”问题。因为飞船、空间站组合体在环绕地球飞行过程中,每时每刻的位置都在变化,需要在一个合适的时间重返地球,才能快速降落到着陆场预选着陆点附近。

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神舟十二号是首艘前往中国空间站的载人飞船,当时它从中国空间站撤离后,大约飞行了28个小时才降落到地面,当然在撤离中国空间站后,神舟十二号飞船并没有马上返航,而是进行了径向交会对接的技术验证。现在的神舟载人飞船都是采用快速返回的模式,从之前神舟十二号环绕地球飞行18圈缩减到现在的5圈,返航时间也大幅度缩短了。

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飞船在陆地着陆

飞船返航的过程其实是比较复杂的,虽然采用的是快速返回的模式,环绕地球飞行的圈数缩短到了5圈,但是在从中国空间站撤离后,也需要继续飞行几个小时才能着陆到地面。

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这是因为飞船、空间站组合体在距离地球大约400公里的圆形轨道运行,当飞船从空间站组合体撤离后,并不会马上进入大气层,而是需要进行一系列的操作,包括进行第一次飞行姿态的调整,轨道舱和返回舱进行分离,推进舱期待发动机制动减速,返回舱和推进舱分离。

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完成这一系列的操作后,搭载着航天员的返回舱就会寻找一个合适的时间切入地球大气层。在进入大气层过程中,由于飞船返回舱的速度相当快,超过7公里每秒,所以气动加热效应很强烈,外部温度上升到一两千℃。在这么高温的灼烧下,飞船返回舱外部也会被烧得黑不溜秋、面目全非。

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当返回舱下降到距离地面大约还有10公里时,就会打开引导伞、降落伞,借助面积巨大的降落伞来降低下降的速度。在距离地面差不多还有1米时,我们的神舟载人飞船返回舱还会启动反推发动机完成最后的减速,最后飞船返回舱降落到地面。

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相信很多朋友都看过飞船返回地球的过程,以及返回舱降落地球那瞬间的场景。当飞船返回舱降落到地面的霎那间,着陆点烟尘滚滚,有时候还会看到火光。这其实就是返回舱在最后阶段启动反推发动机了,这样可以让飞船以更小的速度着陆,能够更好地保护飞船内的航天员。这样的场景出现在中国、俄罗斯飞船返回时,而美国飞船返航着陆的时候,就不会出现这样的情况。

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这是因为中国、俄罗斯的载人飞船都是在陆地的着陆场进行着陆的,而美国的飞船则选择在大海降落。与陆地相比,大海有2个比较明显的好处,其中一个好处就是海水本身就可以起到缓冲的作用,美国飞船砸到海面的时候,海水就吸收了飞船下降的动能,所以就不需要反推发动机完成最后的减速了。

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另一个好处就是地球表面积中,海洋的面积远大于陆地的面积,地球有接近71%的表面积都是大海,当飞船从太空返回地球降落到大海时,对着陆点的选取要求不会很高。而在陆地降落时,则需要选择那些人烟稀少的地方,例如神舟十七号着陆的东风着陆场。

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既然在大海降落有很多好处,为什么美国选择在大海降落,中国、俄罗斯的飞船却在陆地降落呢?原因之一就是美国的基地遍布全世界,他们的舰艇可以快速抵达飞船降落的海域展开搜救工作。

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航天员出舱被抬着走

不管是大陆的神舟载人飞船,还是俄罗斯的联盟号飞船,又或者是美国的载人龙飞船,也不管飞船是降落到陆地,还是降落到大海,当航天员出舱时,一般都是被抬着走的。特殊情况除外,例如一些飞行时间很短的飞行任务结束时,航天员出舱可以站立行走。这到底是怎么回事?

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原因很简单,那就是太空环境和地球表面的环境不同导致的。短时间太空飞行期间,航天员虽然也在外太空失重的环境下生活一段时间,但是对航天员身体的影响不是很大,当结束飞行任务返回地球后,航天员稍微休息一下就可以重新适应地面的重力环境了。而长时间太空飞行过程中,航天员身体受到的影响就比较大了,返航时就不能马上站立起来。

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因为长时间处于太空环境中,航天员的身体变化比较大,其中一个问题就是骨质流失加快,出现骨质疏松的问题。当航天员返回地球后,如果马上站起来,可能就会摔倒或者出现骨折等问题。所以为了避免航天员出舱后受伤,工作人员就会抬着航天员走,让他们在专门研制的椅子上面休息,慢慢恢复身体。经过一段时间的康复后,航天员的身体就会恢复到执行飞行任务之前的水平。

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