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神六今晨回家要闯四道险关(图)


http://www.sina.com.cn 2005年10月17日13:10 信息时报

  

神六今晨回家要闯四道险关(图)

  有关人员在海上进行神舟载人飞船返回舱搜救演练。新华社发

  

神六今晨回家要闯四道险关(图)

  主着陆场的医监医保专用车。航天员从太空回来,出舱后首先在医监医保专用车里进行医学检查和稍事休息。新华社发

  据新华社电 中国载人航天工程指挥部负责人16日宣布,神舟六号载人飞船将于10月17日凌晨按计划实施返回。飞船正常返回时的着陆点应该位于四子王旗红格尔苏木(乡)的阿木古郎牧常

  北京时间16日19时57分,在按计划顺利完成一系列空间科学实验任务后,神舟六号开始进行返回准备工作。记者从北京航天飞控中心获悉,飞船工作状态正常,两名航天员着手进行飞船返回的各项准备工作,准备关闭返回舱舱门。此时,飞船正在预定轨道上进行第73圈的太空飞行,飞经远望一号测量船的测控弧段。

  飞船返回要求300米以下的浅层风速度不超过15米每秒,高空风不超过70米每秒;空中无降水,地面无半米以上积雪;空气能见度不小于10公里。

  记者16日从中央气象台获悉,17日至18日,内蒙古自治区四子王旗地区天气状况十分理想,没有降水天气出现,非常适合载人飞船着陆。监测显示,17日,四子王旗地区的风速将为四级风(6米每秒)以下,早晨气温为零下1摄氏度左右。

  着陆场系统总设计师侯鹰在接受新华社记者采访时透露,我国载人航天着陆场系统首次在神舟六号任务中使用医监医保直升机,确保航天员在最短的时间内得到救援。

  飞船回家经历4个阶段

  经过多天的太空之旅后,我国航天员费俊龙、聂海胜将按照预定计划乘坐神舟六号飞船返回舱返回祖国。飞船的“返乡之旅”是一个怎样的过程?我国载人航天工程着陆场系统总指挥隋起胜细说端详。

  隋起胜说,神舟六号载人飞船返回地面需要经历4个阶段:制动飞行阶段、自由滑行阶段、再入大气层阶段、着陆阶段。

  1、制动飞行

  当飞船在太空中运行最后一圈时,测控指挥部门向飞船注入返回指令,飞船调整飞行姿态,轨道舱和返回舱分离,分离后的轨道舱继续在轨飞行,进行科学试验。接着,飞船再次完成制动姿态调整,尾部朝向飞行方向。飞船按程序点燃发动机制动,完成离轨操作任务,进入返回轨道。制动发动机的点火时间必须精确控制,点火时间相差1秒钟,就会使飞船落点位置相差9公里。

  2、自由滑行

  进入返回轨道的飞船开始返回之旅的第二阶段,由于此时飞船是保持无动力的飞行状态,这一阶段也叫大气层自由下降阶段或过渡阶段。当飞船飞行高度降低到距地球约140公里时,推进舱与返回舱分离。推进舱进入大气层烧毁,返回舱继续下降。

  3、再入大气层

  返回舱距地球约100公里时,开始再入大气层阶段。这时,飞船表面和周围气体摩擦产生巨大热量,在飞船表面形成的高温等离子气体层将屏蔽电磁波,使飞船暂时失去与地面的联系,出现“黑障”现象。返回舱距离地球约40公里时,“黑障”现象消失,恢复与地面通信联系后的返回舱继续下降。

  4、着陆

  当返回舱降至离地面约10公里时,进入最后的着陆阶段。回收着陆系统开始工作,弹出伞舱盖,连续完成拉出引导散减速散主伞的动作,飞船开始缓缓下降。在距离地面约1米时,4台反推火箭发动机点火,使飞船以1米~2米/秒的速度实现软着陆。

  安全着陆要闯4道险关

  我国载人航天工程着陆场系统总设计师侯鹰在接受记者采访时说,飞船回家之路并不轻松,要闯过“烧蚀关”“黑障关”“过载关”和“冲击关”四道关口。

  “烧蚀关”

  侯鹰说,在距地球约100公里时,返回舱开始再入大气层。由于返回舱对大气的高速摩擦和对周围空气的压缩,返回舱的速度急剧降低,这样它的大部分动能变成了热能。虽然大部分热能以辐射和对流的方式散失掉,只有百分之几的热能传给返回舱,但这也会使飞船变成一团火球,达到上千摄氏度的高温。为此,飞船必须从再入大气层的轨道、再入方式上考虑,使再入速度不至于急剧变小,同时在飞船表面采用有效的隔热结构和隔热方式,使返回舱内的温度保持在40摄氏度以下。

  “黑障关”

  进入大气层时,飞船会出现极为危险的“黑障”现象。由于飞船返回舱高速进入大气层时,会在飞船表面和周围气体中产生一个温度高达上千摄氏度的高温区。高温区内的气体和飞船表面材料的分子被分解和电离,形成一个等离子区,像一个套鞘似的包裹着飞船,从而使飞船与外界的无线电通信衰减,甚至中断,出现“黑障”现象。在“黑障”区内,飞船、航天员与外界失去联系,这对飞船的性能和航天员的心理、生理都是严峻考验。这一段“最难熬的时光”一直要持续到返回舱距离地球约40公里处,“黑障”才会消失。

  “过载关”

  接着,航天员还要过“过载关”。飞船在大气层内减速的过程,会使返回舱内的人员和设备受到过载的作用,就像是急刹车时车上的乘客会感受到向前的推力一样。当过载超过一定限度时,航天员就会出现生理失调,轻者会出现呼吸异常、代谢紊乱、头昏、疲倦,重者会出现中心视觉消失、视觉变红、昏迷。因此,返回再入时的最大过载应限制在10G以内。

  “冲击关”

  尽管经过降落伞减速后,返回舱着陆速度会从200米/秒降到7米~10米/秒,但在重量超过3吨的返回舱着陆瞬间,航天员仍会感受到很大的冲击力。着陆前,航天员的特制座椅会自动提升,把航天员受到的着陆冲击力降到最低点。在返回舱降落到离地面大约1米时,缓冲火箭发动机点火,使返回舱以1米~2米/秒左右的速度着陆。

  

神六今晨回家要闯四道险关(图)

  神舟六号降落伞主伞的面积为1200平方米,是世界上目前最大的降落伞,铺在地上有半个足球场大。降落伞远看是一块整布,近看却是由1900多块小布像鱼鳞一样连接而成。

  回程至少“打”三把伞

  降落伞的开伞程序大有讲究,主伞并不能一下子全部打开,否则伞会被高速气流冲破,返回舱也会随之被摔烂。返回舱大约在距地面10公里的高度开始先后打开引导散减速散主伞,共三把伞,如果有必要,还要打开第四把瑟—备份桑

  距地面10公里的高度,首先带出引导伞,引导伞再拉出减速桑减速伞设计为两级充气,先张开一个小口,8秒后待返回舱速度减小到一定程度后,再全部张开。返回舱的速度可降到80米/秒左右。

  减速伞工作16秒钟后,与返回舱分离,同时拉出主桑主伞也采取两级充气的方法,先张开一个小口,然后慢慢地全部张开。返回舱的速度逐渐由80米/秒减到40米/秒,然后再减至8~10米/秒。

  为防止主降落伞出现故障,返回舱还配有备份桑在返回舱从6公里高度向5公里下降时,如果用时少于预定时间,即意味着返回舱以高于正常开伞降落速度下降,系统会判断为主伞系统工作异常,从而自动启动备份伞,保证航天员的安全。

  在返回舱落地的一刹那间,返回舱上的切割器会自动切断伞绳吊带,让降落伞独自飘落,保证返回舱不被伞拖走。

  神六降落伞人工缝成

  如果没有降落伞,3吨重的神舟六号飞船返回舱将以近200米/秒的速度冲向地面,后果不堪设想。我国载人航天工程着陆场系统总设计师侯鹰说,“降落伞是飞船和航天员降落时的‘保护莎。”

  主伞有半个足球场大

  神舟六号降落伞主伞的面积为1200平方米。这种降落伞是世界上目前最大的降落伞,比俄罗斯现在使用的“联盟-TMA”飞船降落伞还要大200平方米,铺在地上有半个足球场大。如果将降落伞从伞顶拎起,伞衣有20多米长,加上长达46.2米的伞绳和几米长的吊带,降落伞全长达70多米。

  如此巨大的降落伞除了保证飞船有很好的减速效果外,还便于空中和地面搜救人员及时发现正在降落的飞船,从而能够迅速组织和展开救援行动。

  一人一年才能缝一块

  惊人的是,这样的巨型降落伞竟然是依靠人工一针一针缝起来的。考虑到针脚的一致性,有的活只能一个人连续干,一名缝纫女工一年也只能缝纫出一副这样的降落桑

  降落伞远看是一块整布,近看却是由1900多块小布像鱼鳞一样连接而成,布与布之间留有一定的缝隙。这种降落伞的学名叫做“环帆杀,开伞可靠性高,下降时的稳定性好。

  伞布看来薄如蝉翼,却非常结实。更为奇特的是,其布料经过防灼处理,可以耐住高温。伞绳的材料也很特别,每根伞绳的直径虽然只有2.5毫米,比一根鞋带还细,但是却能承受300公斤的拉力。近百根伞绳拉住3吨多重的返回舱没有任何问题。而且,这么大的伞叠起来却只有一个手提包大小,重量仅90多公斤。

  降落伞经过千锤百炼

  为确保“保护杀的安全性与可靠性,科研人员做了成千上百次的试验。如在飞机里装上一个模拟返回舱,当飞机飞行到飞船应当打开降落伞的高度时,把模拟返回舱推下飞机,观察返回舱上的伞舱盖能不能弹开,降落伞开伞的程序正常不正常,伞衣、伞绳结实不结实。

  此外,科研人员还进行了故障模式的试验。飞船上的主伞和备份伞分别装在两个伞舱里。如果主伞出现故障,不能正常工作,就会被切断抛掉,以免与随后打开的备份伞缠在一起。备份伞虽然小一点,但是仍能保证航天员的安全。从1994年开始,科研人员还先后做了近百次的空投开伞试验,系统考核伞的性能。


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