技不如人?为何我国返回舱着陆后烧得发黑,印度返回舱却非常干净

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前言
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$ t9 |; q: A, b$ M2023年10月31日,神舟十六号载人飞船返回舱开始分离。50分钟后,返回舱降临在东风着陆场。
4 R9 o* q  v/ R! G9 `细心的人发现,航天员乘坐的返回舱已经被烧的黑了一半。而美国等国家的返回舱非常干净,甚至印度的返回舱都不会烧成这样。7 p, A% [# V7 z) T# {
无数人开始担忧,难不成我们的航天航空技术连印度都比不上吗?" P5 f1 V" A6 r

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+ T  }3 B1 P& f8 P8 u“博士乘组”5 |- Q) J, n) D3 A% K* |. I/ L$ u
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2023年5月30日,搭载了3名航天员的神舟十六号载人飞船成功发射升空。引发所有人关注的是,他们中并非全部是航天驾驶员。
& F# r2 X" W+ f  J2 x8 {0 q& o1 R( _其中朱杨柱是航天飞行工程师,桂海潮是载荷专家。他们两个在入选第三批航天员之前,曾在大学中从事科研工作,没有任何飞行经验。
5 B: R! t5 v' l5 F航天驾驶员景海鹏,有着足足四次航天经历,远超其他人,是我国现在飞行次数最多的航天员。
- h" d0 Q  G$ t, B3 p这样一支队伍,一经亮相就被称为“博士乘组”备受人们关注。
' l+ [) E7 W) x# \  F$ ^航天员需要强大的身体,以适应太空中恶劣的工作环境。所以大多数筛选的航天员,是身体处于巅峰时期的青年人。7 H2 T4 z$ H8 J$ q
可那时的景海鹏已经50多岁了。/ T% W% U6 F$ I! L
为了能继续飞往太空,完成自己的梦想,景海鹏在地面训练中每天保持600个俯卧撑仰卧起坐,上千次跳绳。
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4 E) B2 [. D/ M) B4 d9 N凭借自己多次飞天的丰富经验,景海鹏将70多本飞行手册,飞船中各种操作指南,上万条指令都倒背如流。
$ W: k/ v+ Q. S( ]0 b2 D" G5 g相较于景海鹏的蓄势待发,从未有过飞行经验的桂海潮迎来了生命中最大的挑战。
9 u/ M( J- L# {' A" T. P众所周知,航天员大部分由优秀的空军飞行员筛选出来,以适应太空中的失重感和旋转。0 ^$ E4 j7 z/ g4 v9 A! q9 m
桂海潮没有过飞行经验,在转移训练中出现了很严重的不适反应,出现冒虚汗,恶心,甚至头晕的状况。
$ f$ ?7 G# C9 k* l  g在飞行员中,这种不适应早在大学学习阶段就锻炼好了。可对于从未有过相关训练的人来说,这样的状况极难克服,并且会让人十分痛苦。/ F1 ]. w' G. u1 g) M- s  [
为了成为一名合格的航天员,桂海潮不仅克服了这种身体的痛苦。还为了尽快适应,自己在公寓开始加练。4 V2 H! m+ K- _. e2 L
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他一只手抓着另一侧耳朵,在房间内原地旋转,只为了提高自己应对旋转的能力。& A7 d+ a# V2 U7 J" m# W9 `/ j& V
功夫不负有心人,渐渐适应这种训练的桂海潮,成绩也达到了一级。
# O$ n/ z" O4 f- I$ ]8 x) o, \0 l. h. \空间站中大量的工作,需要有相关学术经验的工程师完成。
- i& f- x- L& P1 }比如在空间站对接工作中,最先是使用自动对接的方式。可太空中自动装置极易出现问题,所以对接工作还会准备一个备用方式——手控交会对接。$ H% C4 U. t' M  A7 H
就是让航天员像驾驶飞船一样,和空间站完成对接。这项工作,正是属于航天飞行工程师朱杨柱的。
! `8 L! T9 ?, Z, R可在手控交会对接的训练中,朱杨柱却训练的非常吃力。若是他不能精准的操作,那么他就会被筛选掉,无缘自己的飞天梦。
, Y3 B  ?4 y' W# b+ w0 B为了自己的梦想,他在公寓放置了一台手控交会对接模拟器,训练结束后在房间内加练。& Z& P( w; s$ b" F" \3 v

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) t$ S- V6 p. S9 P% C# x5 |" }刻苦训练到直至身体产生肌肉记忆,闭上眼都能精准操控对接。
! |2 y. Y- g0 k+ W$ L也正是因为三位付出的努力,才能让他们在诸多优秀的航天员中脱颖而出。
+ K+ K: Y. |8 Q. P. P- X自2003年10月,杨利伟代表中国人首次出征太空开始,中国航天员都秉承着坚定不移的意志,有着为了完成工作付出一切的精神。
3 b: s. o6 d- u9 j  Y( o我们国家这样的航天员,这样不屈的意志,难道会被飞行器的技术落后拖后退?
- |2 h- c: w3 H甚至像有些人说的那样,作为后来者的印度都比我们强吗?  Y( P/ t, b( T3 [
答案显然是否定的。2 r- h) s* v. N) P
返回舱技术
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0 D% r1 R8 ^5 x2 W, S! y$ U2 P* |- T首先我们要知道,神舟系列飞船采用三舱构型,由推进舱、返回舱、轨道舱和一个附加段组成。" r* y! @) N5 b
其中轨道舱是航天员在太空中主要的休息和工作的空间。! a+ X. C: i8 z7 \: x7 e
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, D; ]- N8 R: i) h/ ]推进舱顾名思义,里面承载了大量的燃料,内部大多数是飞船的动力仪器,并且通过化学作用给航天员提供必要的氧气和水分。+ E5 A6 n* V" Q, L5 W8 h! S% R2 J
而返回舱则是其中最重要的部分,它决定着是否能将太空中的物资以及航天员安全送回地面。& a0 t$ X$ \  p0 q! P" h
这关乎于载人航天工作的成功与否,也关乎于航天员的荣耀与责任。
4 k# Q% a' a5 E  I; V! V% o因此返回舱需要从太空返回地面的过程中,保证内部空间的绝对安全。所以各个国家,对返回舱的技术研发是重中之重。
- ?" W% W, S* n* W# h+ e+ i' B' h" F又因为航天技术的社会意义和科技水平,全世界所有研发此技术的国家都不会公开相关资料。所以每个国家研发的方向不同,自然得到的结果也不同。& x" r) P7 c+ ~' a( q
那么就返回舱技术而言,是不是表面越“干净“越好呢?实则不然。( _1 w2 n5 |: i  S4 O7 j
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据资料显示,返回舱在回到地球的过程中,因为自身动力装置以及重力加速度的缘故,返回舱的飞行速度极快,甚至达到每秒7.9公里。
1 @1 h& s- r- O# M! B9 l" u这样高速飞行的返回舱,在经过大气层时,极高的动能会与大气层摩擦产生热,让返回舱表面温度极高产生明火。
/ q0 X* a* p' ^0 d0 ^/ J从视频直播来看,当返回舱经过大气层的时候,表面宛若一个巨大的燃烧的火球,并且后面带着长长的拖尾。
# t" S% x/ |3 a* v航天员称,待在返回舱内部的他们,能听到“劈里啪啦”的燃烧声音。
3 `6 v) P2 k. n* g' V为了保证返回舱内部的安全,给返回舱隔热是每个国家都要谨慎面对的问题。( `! T& B9 z" j' r; O) f
美国的返回舱大多使用铝镁合金进行隔热,这样的材料让它在落地后不会像我国的返回舱那样烧黑,从远处看去依旧保持着金属原本的颜色。% e6 g! {3 K. Z' \+ ?* Q$ S

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2 q% c8 J$ _$ k6 [其实这种材料并没有我国的材料效果好。虽然看起来银光闪闪像新的一样。但细看下去,上面还是伤痕累累,都是灼烧后的痕迹。- U0 b' X; Z' W7 S$ j
返回舱的材料,是我国科研人员经过十多年的研究得来的,并不是简单的铝镁合金可以媲美的。7 S( Q+ {& w, ~" `* i) E
我国的返回舱隔热技术,因为这种材料的原因,早就超过了美国为首的一众发达国家。
7 |9 X" I/ l. }( e- O- I; `对我们的返回舱来说,表面烧得越黑,证明这种材料发挥的越充分,内部也越安全。
$ L' X3 ?1 x0 Y. H因为这种隔热材料是通过燃烧不断分解,再通过分解将燃烧产生的热量,与返回舱表面分离开。
) F# O# _3 N7 J6 r4 q$ s所以我们看到的返回舱回来画面,相对于美国等国家的返回舱看起来更危险,火球更大拖尾也更长。4 ^* M1 j% |3 E, K6 C4 y5 z

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我国研究人员深谙“堵不如疏”的道理。这种方法相对于单纯的隔热,巧妙的解决了热量持续上升的问题,更加先进也更安全。$ W, u' T. u; w4 U/ u  P7 i* s. S7 j# b
在返回舱回到地面这种恶劣的工况下意外百出,谁都不能保证返回舱表面的隔热材料百分百安全。+ y" G- b5 R7 R8 X  E7 z
而我国用这样的方式,让返回舱的隔热上限更高,对返回舱来说,也能应对更严峻的工况。  ~9 L( ]! a+ t4 S* i
全世界所有航空大国对待返回舱,都是经过不断的研究试验才到达今天的成就。
% p$ Q. a, _- B, w0 G" N" t那么印度到底是怎么做到和这些国家一样,甚至做的更好,让他们的返回舱表面“一尘不染”的呢?3 D) k' }; y, a0 Z1 W
印度的载人航天技术4 z4 y" d7 X# Y5 f
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提起印度这个国家,总是带着一些“荒诞”的色彩。不论民间还是官方,总能做出一些令人“大跌眼镜”的行为。0 Y5 Q6 v1 s8 m3 Y

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" ~1 j* f9 e. N, q" P  r6 p阅兵时候出现的“杂技摩托”,到月球探测器的硬着陆,印度不断刷新我们对一个科技认知的“底线”。- m5 d* Y. G# H4 B) e5 e& d
就载人航天技术而言,印度政府和相关项目负责人最常说的一句话就是“明年一定”。
& i0 h: n' E9 v! ]8 O5 M$ A5 M对于载人航天技术,印度已经准备了20年,和我国发展的时间差不多,可到如今还没完成载人航天的工作。$ {( H( C( [& K  y* Q( Y
早在2003年,印度就打算发展载人航天技术,直到2006年对于载人航天技术开展了论证和技术研究。! }  S5 n3 J$ e$ o$ v# l
之后经过不断的技术论证和试验论证,到2007年印度才成功完成了返回舱发射和溅落试验。  a4 I. ?. E+ E6 D; d
发展到2008年的时候,印度官方雄心壮志的夸下海口,称他们在2015年就会完成载人航天火箭的首次发射。
5 F) b4 _1 v6 T3 G* _; m- c印度后发展航空航天技术,是站在巨人的肩膀上。- L, G% a7 N/ {/ Y( S
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中美俄三国的成功案例就摆在眼前,虽说核心技术并未公开,但比什么借鉴都没有,“摸着石头过河”容易得多。
* R7 d1 a0 d" l8 R: s8 s印度在试验中,载人航空飞船已经达到了8.2吨,比美苏当年首次发射的飞船高了不止一两个等级。5 ^0 D: H3 U% {/ {3 P
和现在我国使用的飞船量级,已经相差不大了。这种情况下,印度的载人航天项目应该很快就落地完成才对。. {5 L( E  H) x  y- K( c
然而因为政治因素和经济问题,印度的载人航天技术一拖再拖。
1 z8 B# k( y0 }: h( A虽说在这种情况下,没有断过他们的科研经费,也从未停止技术研究,但是却一直没有完成项目。
( V; L. z& g+ }& g& S2018年,印度总理莫迪决定启动航天技术,项目代号名为“Gaganyaan”,取自梵语“天空之船”的意思。- ]: L0 l7 q/ V( }! R; |/ g
在此之前,印度的月球探测器名为“月船”,火星探测器名为“火星船”。
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* b8 W0 `' a- Q/ ?( }6 X7 s一脉相承的名字,可见莫迪总理对完成载人航天技术的决心。至此印度的载人航天项目终于有了名字,也才算是真正的立项。
! }, c9 {1 q* g5 i5 m然而项目却因为疫情的原因,原本许诺的2020年完成的首次载人航天,拖到了2021年。
7 `2 W, ]4 V% D+ B. d2 c0 v1 c) s" i' P又从2021年拖到2022年,从2022年拖到2023年,然后到现在还没有完成。* t. L4 _! R; s' a6 h" y  e. ?
直至今日,印度终于让首次遨游太空的航天员亮相,印度总理莫迪称他们是“印度的英雄”,并且明年一定完成首次的载人航天工作。
" `- b. p- [7 H- ?5 Q2 V印度媒体称这几名航天员早就选出,但是被印度官方保密并未公开,看形式仿佛印度真的要在明年,完成这项拖了几年的项目。
- ]: v9 c$ ~2 H6 ^' a3 M- N1 [从未进行过真正的载人航天,印度的返回舱技术只经历了几次飞行试验,并未出过大气层。3 k  k$ w4 ^0 Q# u+ g
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没在真实的状态下模拟返回舱的工作状态,没经历过大气层高温摩擦的考验,所以他们的测试结果代表不了什么。* {- v7 D  }! x' s/ e
相较于我国已经实践发展十几年的载人航天技术,印度的那些试验根本不值一提。1 e3 u$ ]+ ?4 [# g' p/ m. T: I
中国空间站
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在1992年,我国政府决定实施载人航天工程,同时高瞻远瞩的定制了三步走计划。4 L) D( ?7 m. h7 c' n6 E. J( s
第一步是发射载人飞船,开展太空应用试验。第二步,在载人飞船的基础上,完成飞船和空间飞行器的对接,组建一个短期有人照料的太空空间站。
. b! V; K# i$ Z" T2 T+ w第三步,就是在第二步基础上,建立一个较大规模的,长期有人照料的空间站。
6 A7 S8 j3 G- g" X( G2003年,随着杨利伟顺利完成进入太空的工作,且安全回到地面,标志着我们中国人对太空的征程正式开始了。! ]6 M0 k! Z& p2 K

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: j/ `, l, ~+ U到2002年12月31日,在这辞旧迎新的日子中,中国空间站全面建成。这标志着中国的航天计划,第三步也稳定如期的完成。
! C" z9 n" A1 Q5 D+ H3 J' I到如今,我们不仅可以使用空间站,还可以让航天员驾驶空间站。神舟十六号的完美收官,标志着中国的航天航空事业又一次达到了新高度。4 O+ |$ [7 u' ~. |' I
从2003年,杨利伟在回忆起自己遨游太空的经历时曾说:“乘坐火箭时,能感受到颠簸振动。”发展到神舟十六号的飞行组惊叹:“这次到中国空间站‘出差’感觉很爽!”1 @# b! D' j- Q: h( o: x8 @
发射载人航天飞船,已经不再是困难重重,并且要举全国之力的项目了。我们国家已经完成了载人航空的常态化运营。
: C" H0 |+ t' D$ D2023年10月26日,神舟十七号顺利发射,在空间站与神舟十六号对接。( O0 h# v9 z/ J& T& V' r5 Z
2024年4月25日,神舟十八号顺利发射,然后对接神舟十七号。
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; t- \8 c, T, q3 l' B: j留守空间站的工作,像接力棒一样,一棒一棒的传下去。
/ s$ H0 t, ^3 z+ W* s6 U太空对我们来说已经不是挑战,我国的空间站将会一直有航天员在此工作。
# J1 X! }1 g: S* z, r6 b神舟十七号的乘组人员,预计在2024年4月30日返回地面,我们期待着英雄的回归。& M- p* ?; K- ~2 J. D" y6 j
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