神舟十二号的三名航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波,已经在中国空间站上在轨生活长达三个月之久,刷新了中国航天员单次飞行任务驻留时间的记录。
9月17日,三名航天员会在东风着陆场进行着陆,返回地球过中秋节。
不过,这次神舟十二号与以往有些不一样,中国第一次载人航天飞船神舟五号是着陆在四子王旗着陆场,之后搭载航天员的飞船也一直都是在四子王旗着陆点进行着陆。
而这一次神舟十二号飞船的着陆场是:东风着陆场,这个着陆点一直以来都是用作四子王旗着陆场的副着陆场(备用着陆场)。要知道这次神舟十二号飞船的返回难度要比以往几次都要大,但却没有选择以往常用的四子王旗主着陆场,而是选用东风着陆场着陆,为什么这么关键的任务会选择以往的备用着陆场呢?到底有什么用意?
为什么选择东风着陆场?
这要从四子王旗着陆场说起。四子王旗着陆场位于内蒙古中部阿木古郎大草原,面积2000多平方公里,属于沙质草原,地势平坦开阔,没有大的河流湖泊,全年干燥少雨,空气能见度高。这些条件都使得这里很适合搜救人员进行快速救援,才使得它成为了以往神舟飞船着陆的第一首选地。
不过,以往在四子王旗着陆场降落的神舟飞船有一些共性,它们的运行轨道都相对稳定,轨道也是基本固定的。所以,进入大气层的位置就直接决定了降落的场地。
而这次和以往几次不同,神舟十二号的三名航天员是从空间站返回地面。而空间站一直是处于执行任务当中,它的轨道高度会随着不同时间节点有一些变化。
如果为了让航天员着陆而随意启动推进剂改变空间站的高度,不仅耽误空间站自身的任务执行,也会消耗很多空间站的能源。
而且我们要知道的是,空间站之后还会上好多批航天员,如果都采用这种办法,对于空间站而言,消耗实在太大。这就使得神舟十二号与以往的神舟系列飞船不同,飞船载入点不再是固定的,而是调整成一个相对高度范围。因此,四子王旗着陆场不再是首选。
而返回机会更多,测控设备可充分利用的东风着陆场从备选成为了首选。
神舟十二号的着陆
神舟十二号飞船着陆的整个过程可以分为四个阶段,分别是:制动减速、自由滑行、再入大气层、回收着陆。
第一步是制动减速,神舟十二号飞船会和天和核心舱进行分离,随后开始绕地球运行,运行到最后一圈时,地面会发出返回指令。神舟十二号飞船接到返回指令后,会调整姿态和降低速度,进入到返回地球的轨道上。
第二步是自由滑行,神舟十二号返回舱与推进舱组合体离开原来的运行轨道,开始自由下降,高度下降到距离地面140公里时,返回舱与推进舱会分离。返回舱会调整好姿态和角度,准备进入大气层。
第三步是再入大气层,返回舱下降到距离地面100公里处,进入到大气层当中。由于此时的速度实在太快,达到了7.9公里/秒,所以返回舱会与大气产生剧烈的摩擦,从外围看起来就像一个火球。返回舱的表面会产生等离子气体层。这个等离子气体层会屏蔽掉电磁波,使得地面无法与返回舱联系,这也被称为:黑障,是整个着陆过程中最危险的一个阶段。当返回舱距离地面40公里时,黑障消失,通信又会恢复。
第四步是回收着陆,返回舱下降到距离地面10公里时,回收着陆系统会打开伞舱盖,拉开引导伞、减速伞、牵顶伞和主降落伞,它们会使得返回舱的速度下降到5~6米/秒。返回舱在距离地面一米左右时,反推发动机点火,使得返回舱大概以3米/秒的速度软着陆,从而确保3名航天员的安全。
从整个过程中,我们也可以看出,神舟十二号与空间站天和核心舱飞离时,当时空间站的轨道高度位置对于整个着陆过程起到至关重要的影响,而这个轨道高度又不是固定的,而是一个范围。这就使得着陆地点的范围变化会非常大,不仅如此,这个变化大还是体现在东西方向上。
而这正好可以发挥出东风着陆场的优势。东风着陆场地处巴丹吉林沙漠和戈壁带,地域辽阔人烟稀少,同时它的东西宽度要更大,为这次着陆提供了更大的便利性和可操作性。
首次检验东风着陆场的搜索回收能力
返回舱在降落的过程中,非常考验地面搜索搜救团队的搜索回收能力。
神舟十二号返回舱上携带有北斗导航终端,在太空中时就可以给出精确位置和速度,方便地面工作人员追踪。
但是,返回舱在进入黑障之后,就会无法与外界建立联系,此时返回舱会暂时“失联”。不过在这一阶段,地面雷达会对返回舱进行跟踪测量,预报着陆点的大致位置。
等到返回舱飞出黑障区之后,返回舱上的北斗装置又会重新与外界建立联系。除此之外,工作人员还会用直升机来监控返回舱。
等到返回舱安全着陆地球之后,返回舱的导航还会继续发射自己的位置信息,直升机,地面搜索和搜救团队就会接收到信息,并及时赶到当地。
第一批赶到返回舱的,很大概率会是直升机,直升机的搜救人员主要搜救航天员,紧接着是穿着白色衣服的医务人员,检查航天员的身体现状,确保航天员的安全。紧随其后的是车辆搜救团队,他们的主要工作是搜索返回舱并回收。
搜索团队分工明确,只为保障航天员们平安回家!
最后,祝3位航天员中秋快乐!