在觀看神州二十號乘組返回地球的直播時候,您是否也發現了一個問題,那就是在看中國載人飛船返回地球的時候,尤其是著陸的瞬間。在底部總有一陣火光出現,隨之就會出現煙塵滾滾的畫面,說壯觀也可,說氣勢大也可。其實圈叔看俄羅斯宇航員返回艙返回地球時候,狀況也差不多。
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但問題就來了,為啥印度和美國的飛船卻回來的時候總顯得靜的很,似乎是悄悄地就完成了著陸,就和一個是硬著陸,一個是軟著陸一樣,為啥呢?是我們掌握的技術不如美國嗎?
真實情況則是這背后隱藏的技術路線不同。目前在世界上,只有中國、美國和俄羅斯三個國家擁有獨立實施載人航天的能力。而印度雖然一直很努力,也有過航天測試,但它的航天計劃一拖再拖,至今尚未真的把宇航員送入太空。
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載人航天技術之難,其中一個難點就在于飛船的返回。
現代載人飛船目前全世界有三份半,一個是中國的神州飛船,一個是俄羅斯的聯盟號飛船,另外一個就是美國的載人龍飛船,以及印度的加甘揚飛船,但印度的載人飛船為啥是半個呢?原因就在于印度加甘揚飛船只做了兩次再入大氣層試驗,并沒有真正飛到太空,也就沒有從太空的真正返回地球的經歷。
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有人說上天難,從天上下來還不容易?就像坐滑梯,從上下來多簡單又輕松。其實這是一個謬論,要知道飛船從天上返回的過程,需要經歷住1000多度高溫的灼燒,著陸前夕,要把每小時數萬公里的飛行速度最終減到0,以達到安全著陸的目的。
這三份半航天飛船在返航的時候,都是要在最后著陸前,打開降落傘來減速,以達到能降落到預定著陸點的目的。只是它們著陸方式各有不同。
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主要區分在著陸場選擇上面。
中國和俄羅斯的飛船都在陸地著陸的方式,美國的載人龍飛船以及獵戶座飛船,印度正在測試的加甘揚都是最后在海面著陸。于是這個著陸點的差異,就成為了為啥中國和俄羅斯飛船著陸時候會冒火光的原因。
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要知道,降落到海面的航天飛船是充分利用了海面水的減震反推作用。而中俄的飛船返回艙的降落傘則是這樣運作的。在穿過大氣層之后,返回艙的降落傘會打開,距離地面約1米的時候,經過降落傘大大減緩降落速度之后,加速度依舊較高,如果以這個速度撞擊地面,宇航員可能就會受傷。那怎么辦呢?
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中國和俄羅斯的解決方案,就是在返回艙的底下安上了反推發動機。就在即將落地的瞬間,這個反推發動機會瞬間啟動,這個啟動會產生向上的推力,這個推力會把飛船的下降速度從每秒七八米,迅速減緩到每秒1到2米。
也正是因為這臺反推發動機的瞬間啟動,它發出的火焰會反沖擊地面,于是就有了我們看到的火焰和煙塵。
可以這樣說,這是一次人為控制下的微型爆炸,而這次爆炸產生的沖擊力,給返回艙一個“最后的緩沖”。
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為啥美國飛船沒有經歷這個步驟呢?因為美國飛船,以及日后的印度飛船著陸在海洋洋面上。在返回艙落海之時,海面的浮力本身就成為了飛船的天然緩沖墊,利用大海海面的緩沖作用吸收走大量的向下沖擊力。既然有免費的“水床”可用,何必再多此一舉安裝反推發動機呢?
所以,外形上的差異,技術路線的不同選擇,并不代表著技術水平誰高誰低。
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值得一提的是,美國也有在陸地著陸的飛船。波音公司的“星際客機”飛船,就是在陸地著陸,但它沒有設計反推發動機,而是采用了氣囊緩沖。在著陸瞬間,飛船底部的氣囊迅速充氣膨脹,像安全氣囊一樣吸收撞擊能量。只不過由于星際客機首飛就問題多多,以至于兩名宇航員困在太空長達9個月,所以我們沒能完整看到這一著陸過程。
而中國,也有在海面著陸的預案。我們可以在航天員的訓練照片中,找到航天員們在水面放置的返回艙里訓練的畫面。
說到這兒,你可能好奇整個飛船返回過程到底是怎樣的?其實這是一場精心設計、環環相扣的“太空芭蕾”,任何一個環節出錯都可能釀成悲劇。
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你看,中俄飛船著陸冒火而美印飛船不會,這背后的原因并不神秘,就是簡單的技術路線選擇差異。陸地著陸就需要反推發動機來緩沖,海上著陸則依靠海水緩沖,各有各的考慮,各有各的優劣。
航天技術發展到今天,已經不再是單一技術路線的獨木橋,而是多種技術方案并存的立交橋。重要的是確保宇航員安全回家,至于用什么方法,那就是“八仙過海,各顯神通”了。
下次當你看到神舟飛船著陸時底部冒出的那團火光,你就可以自豪地告訴身邊的朋友:看,這就是我們中國飛船的“安全剎車”,它正護送我們的航天英雄平安回家!
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