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网友拍下“神十八”返回震撼画面背后:舱内航天员经历了怎样的惊心动魂?

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据澎湃新闻11月5日报道,4日,新疆库尔勒。多名市民凌晨拍到神舟十八号载人飞船返回地球的瞬间。一市民称,得知“神十八”要从库尔勒上空经过,早早架好相机,看到它长长的火花拖尾,十分震撼!


在大家看到“神十八”返回的壮观画面背后,舱内的3名航天员经历了怎样的惊心动魂?他们是如何从空间站返回地球的?

舱外熊熊火球,舱内四季如春

首先,飞船返回地球前,航天员们要跟继续留在空间站里的组员完成工作交接。然后穿上压力服进入返回舱,并关闭全部舱门,等待指令的传达。接着,对接锁会释放,返回舱与空间站进行脱离,这时飞船会渐渐远离空间站。

当飞船和空间站拉开足够长的距离时,飞船将启动推进器,以及制动发动机点火,这时飞船就会减低飞行速度,来逐渐降低轨道,以便顺利进入大气层的下降轨道。这就是离轨的过程。随后根据自身飞行情况进行一系列操作,首先就是飞行姿态的调整(两次调整)。


为确保飞船内设备在分离后不互相碰撞,需让飞船旋转90度,变成横向飞行,然后将推进舱、返回舱、轨道舱组合体进行分离,各自返回地球。这是第一次姿态调整。

轨道舱里存储着航天员在太空中所产生的生活垃圾,它将会在大气层中被高温销毁。

在第二次姿态的调整中,返回舱、推进舱组合体还要继续旋转90°,这时候飞船的飞行方向和一开始的方向相反,其实就相当于掉了个头,飞船的推进舱在飞船前进的方向,而返回舱则在后面。这样调整姿态的原因,就是让在前面的推进舱启动发动机,给飞船一个推力进行制动减速,让飞船的速度降下来。


随着推进舱发动机的启动,飞船速度就会开始减速,高度也会随之下降,随后就会进入返回地球的轨道。

在飞船飞行了200多公里的时候,大概距离地面145公里时,推进舱就会和返回舱进行分离,也就是抛掉推进舱,返回舱则继续减速重返地球。


由于地球的大气层比较浓密,所以随着飞船返回舱的高度不断下降,空气密度会越来越大,气动加热效应会越来越强烈,返回舱外部的温度急剧上升。

用航天员的话来说,透过飞船的舷窗,可以看到飞船返回舱外部被烧得通红。从外部看去,飞船返回舱被熊熊大火包围着,变成一个从天而降的熊熊火球。


航天员乘坐的返回舱,有一种特殊的隔热材料,可以承受返回舱与大气摩擦中燃气的1000--20000摄氏度的高温火焰,虽然返回舱外观看起来黑不溜秋、面目全非,但舱内的航天员不会被高温伤害。

对此,“神十六”航天员朱杨柱曾幽默解说返回时的感受:“一路火花带闪电,仿佛坐在太上老君的炼丹炉里。但舱内四季如春,温控隔热效果很好。”


黑暗窒息300秒,进入失联黑障区

这时,身处大气层中的返回舱,随着高度不断下降,空气密度会越来越大,气动加热效应会越来越强烈,返回舱外部的温度急剧上升,燃起高温火焰,航天员将经历时长约为5分钟的黑障区,也就是传说中的黑暗窒息300秒。

黑障现象是指飞船返回地球时,会与大气层发生剧烈摩擦,温度剧增,导致气体分子与飞船表面被烧蚀的材料均发生电离,这些不断产生的电离气体包裹在飞船周围,形成等离子体鞘套,对电磁波产生吸收衰减、折射、反射、散射等效应,导致飞船内部与外界的无线电通信异常乃至中断。

黑障问题伴随着人类航天事业的发展已有数十年之久。2023年6月4日,神舟十五号载人飞船成功着陆东风着陆场,科技人员对其在穿越黑障区时的稳定跟踪,表明我国已经具备了黑障区稳定跟踪飞船的能力。

当返回舱距离地面还有10公里左右时,降落伞盖会自动打开,随后4个不同作用的降落伞会逐一打开从而减缓下降的速度。

整个降落系统一般由4部分组成,分别是引导伞、减速伞,最后一个是主降落伞,它的面积高达1200平方米几乎有三个篮球场那么大,以此降低返回舱下降的速度。我们会看到天空中有一“朵”巨大的伞吊着飞船缓缓下降。


与此同时,底部的隔热层自动脱落,起到地面缓冲的反推发动机就会露出来,随着返回舱不断降落,在大约距离地面还有一米的时候,推进装置点燃,这时你会看到飞船四周浓烟滚滚。

最后,返回舱安全着陆,舱内的航天英雄静等地面搜寻人员的到来即可。

重返地球后,需用半年时间恢复

太空出差的航天员返回后如何重新适应地球?

航天员科研训练中心邢雷介绍,在返回舱落地后,最先到达的队伍中就包括航天员中心试验队。试验队优化固化了舱内、舱旁、载体内医监医保工作项目和流程,尽量减少航天员舱外暴露时间,及时进入载体开展医监医保相关工作。

邢雷表示,着陆现场的医监医保重点是促进航天重力再适应,有效预防地面耐力下降,保护骨骼肌肉系统防损伤,这是后恢复工作的起点,也是重点。为此,舱旁医监医保人员组合使用航天专用座椅和保暖装置,满足重力再适应匹配调试和防寒保暖需求。


载体内医监医保工作涉及项目9大类30余项工作,是着陆现场医监医保工作的重点。对此,邢雷介绍,在载体内医监医保,突出精细医学监测和个体化医学保障,贴心暖心开展生活护理照料。在医学监测和医学保障方面,医监设备集约便携、可穿戴,可高效开展航天现场健康评估和监测。利用特色医学保障手段,个体化设计返回后重力再适应的促进措施。

此外,邢雷提到,地面工作人员还精心准备了航天员返回后首餐,充分考虑三名航天员的个人口味喜好,膳食营养要求和返回着陆生理调适特点以及特色风味供应,确保神十八乘组吃得科学,吃得满意,吃得放心。

在适应恢复方面,邢雷告诉记者,三名航天员抵达北京后将进入隔离恢复期。

他介绍,航天员后恢复工作分三个阶段开展:第一阶段为隔离恢复阶段,用时约3-4周,主要目的是消除飞行中对身体的不利影响,促进基本功能恢复。第二阶段为疗养恢复阶段,用时约一个月,确保航天员身心全面恢复。第三阶段恢复观察阶段,用时约4个月,航天员将在这个阶段陆续开展各类训练,经过约半年的恢复,航天员将转入正常任务训练。

极目新闻综合澎湃新闻、红星新闻、央视新闻、北京科协

(来源:极目新闻)

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