神舟十九号安全返航!外部被烧得黑不溜秋,到底遭遇了什么

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在4月30日,神舟十九号飞船已经成功在东风着陆场进行着陆了,蔡旭哲、宋令东、王浩泽3名航天员结束了长达6个月的在轨飞行任务,回到了地球的怀抱。
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2 R' E2 T) b0 C9 ]  F$ x3 L2 i相信很多网友都看了飞船返航、着陆的过程,当飞船降落到地面之前,搜救队伍就已经提前到达返回舱着陆点附近等待了。' u. [. s7 V$ W# U9 d% i4 l

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当飞船稳稳地降落到地面时,工作人员就开始开展各项工作,有一些工作人员对返回舱进行检查,有一些工作人员则对航天员的身体状况进行初步的检查、确认。/ C. g$ C' {2 W

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: T% n) N" Z) h/ x  A) J" J/ C: Q在做好这一系列准备工作后,工作人员才打开神舟十九号飞船返回舱的舱门,帮助航天员们一个一个出舱。而这些航天员出舱的时候,还是穿着舱内航天服。1 o3 P& i8 W: z

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6 M& ^' }9 E4 `) v9 ~这是必要的事情。因为飞船在发射升空、返回地球的过程中风险系数比较大,航天员需要穿着舱内航天服。舱内航天服可以在一定程度上保护航天员的安全。
) {. D) v: L8 r, L& v% V5 n当航天员出舱以后,工作人员就抬着这些航天员走,然后让他们坐在椅子上面休息。
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看到航天员被抬着走,而不是自己站起来行走,可能有一些网友担心是不是航天员的身体出现问题了。其实这是正常操作,大家不需要担心。
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0 M2 n8 f8 c" c; z因为在轨执行飞行任务期间,航天员会一直处于失重的环境中,而失重的环境就会导致航天员的身体发生一系列的变化。有航天员表示,当乘坐飞船穿过卡门线进入外太空后,就开始体验到失重的感觉了。在失重的状态下,身体的体液会重新分配,留在上肢的体液会更多,所以感觉脑袋有点涨涨那样。
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这是因为在地面正常情况下,我们身体会受到重力的束缚,体液自然流淌到下肢,所以留在上肢的体液不会很多。而进入太空失重环境后,体液没法自然流淌到下肢了,流向下肢的体液减少,导致头部的体液增加。这也就是为什么航天员执行飞行任务的时候,面部看起来有点“发胖”、“浮肿”的原因。0 r5 R9 W' c! d0 @
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+ c  f" G( g9 D而且,在失重的环境下,航天员的肌肉、骨骼流失速度加快。在地面,身体时时刻刻都对抗着重力,但进入太空后,身体失去了重力的束缚,几乎完全处于放松的状态,飞行时间越长,肌肉、骨骼流失就越明显。当航天员回到地面后,虽然再次受到重力的作用,但是还没完全适应重力环境,他们是没法站立起来行走的。如果贸然站立行走的话,可能会摔倒,严重的话甚至可能会出现骨折等情况。所以,不管是我国,还是俄罗斯、美国,航天员执行完长期太空飞行任务返回地球后,都是要被抬着走的。
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外部被烧得黑不溜秋
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相信大家都看到神舟十九号飞船返回舱的外部,和之前的那些飞船一样,神舟十九号飞船外部也是被烧得黑不溜秋、面目全非的。俄罗斯的联盟号载人飞船返回舱外部也是如此,美国的载人龙飞船返回舱外部也是黑不溜秋,嫦娥五号、嫦娥六号探测器返回器外部也是如此。我国在2024年发射的首颗可重复使用返回式技术试验卫星——实践十九号卫星在返回地球后,外部一样被烧得黑不溜秋。这到底是怎么回事?* F1 Q- K" R. [- I( K! _

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飞船、探测器在出厂的时候,外部是非常干净、整洁的,从空间站拍摄的画面中,我们也可以看到,哪怕是在外太空飞行的时候,飞船外部一样是很干净。但是在返回地球后,外部却变了个样,好像被什么灼烧过那样。3 C' J! Z, l7 v/ a, I/ x  Y

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飞船重返地球共分几步?

( h) z; o# m4 X& S  S% n在进入空间站时代以后,我们的神舟载人飞船、天舟货运飞船都会对接到空间站组合体去执行飞行任务。所以当飞船返航时,需要先从空间站组合体撤离,这是返航的第一步。航天员穿上舱内航天服进入到飞船的返回舱内,等待撤离的时间到来,就会脱离空间站组合体,进入单独飞行的状态。6 o- @$ |3 X( J* q' C4 P+ u5 {

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! U+ \6 t* r* W- ]  F6 f3 K& L第二步,再入大气层前的准备。神舟飞船由轨道舱、返回舱、推进舱3个舱段组成,其中返回舱在中间,前端是轨道舱,后端是推进舱。在单独飞行的过程中,飞船需要进行姿态的调整,将推进舱调整到前进的前方,在这个过程中,轨道舱会择机分离,留下返回舱、推进舱2个舱段组成的组合体。0 R2 U8 j: X% W# A# V, Z8 {& f

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+ R8 G0 e; C1 B* F0 q. c9 f9 v当推进舱调整到飞船前进的前方后,就会在合适的时间启动发动机来减速。随着飞船速度越来越低,飞行高度也会越来越低,在准备再入大气层之前,推进舱也会分离,只留下返回舱一个舱段。
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第三步,也是最惊险的一步。飞船返回舱的高度下降到大约100公里时,就会再入大气层。由于此时返回舱的速度还是非常快,空气密度越来越大,返回舱和空气剧烈摩擦,导致飞船返回舱外部温度急剧上升到1000多℃。6 o4 K0 R: J9 w7 |0 K2 e

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. ~, U- T8 [4 e$ V& E0 ~' ]/ R在这么高温的灼烧下,返回舱外部就像被熊熊大火包围着那样,航天员在分享乘坐飞船返航的感受时就提到,感觉就像在《西游记》的“炼丹炉”里那样,透过飞船舷窗可以看到外部被烧得通红,甚至还会听到噼里啪啦的声响。2 N* |# j- H9 H: J  _; K" i
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在这么高温的灼烧下,飞船还会经历大约5分钟的黑障区,在这几分钟内,飞船返回舱和地面的通讯会短暂失联,不过地面还是可以通过电扫雷达等方式进行跟踪。: X) A; f; i6 k1 R
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这就是为什么飞船返回地球后,返回舱外部被烧得黑不溜秋、面目全非的原因。一般的材料难以承受这么高温的灼烧,所以那些卫星、火箭残骸、探测器残骸、轨道舱、推进舱都会直接在大气层中化为灰烬。而返回舱则不会被烧毁,因为外部涂有烧蚀材料、隔热材料,返回舱也是经过特殊设计的,能够承受超高温度的灼烧而不会出现问题。# S0 v: i7 }5 s0 w5 _2 }1 H6 e0 w- h# [
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: g& `. L2 E3 }* T在超过1000℃高温灼烧的过程中,返回舱外部的烧蚀材料、隔热材料会脱落,带走大量的热量,所以外部就被烧得黑不溜秋、面目全非了。
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, R+ Q- _/ a9 u& d+ K第四步,伞降。当返回舱下降到大约还有10公里时,就需要进行伞降了,因为速度还是很快,如果不及时采取措施进一步减速的话,飞船没法安全着陆。返回舱会依次打开引导伞、减速伞和主伞,其中主伞是起到最关键的作用,它的面积达到1200平方米,可以把返回舱的下降速度降低到8米每秒左右。在伞降的过程中,返回舱还会抛掉防热大底,把返回舱底部的反推发动机裸露出来。
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第五步,最后的缓冲。哪怕主伞的面积达到1200平方米,也只能将返回舱的下降速度降低到8米每秒左右,没法进一步降低了。如果以这个速度进行着陆,冲击力还是有多大,所以我们的飞船返回舱底部安装了反推发动机。当距离地面还有1米时,返回舱底部的4台发动机就会同时启动了,将返回舱下降速度降低到1-2米每秒,从而确保飞船实现软着陆。
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