1、引言
2021年10月16日,航天员翟志刚、王亚平、叶光富在酒泉卫星发射中心搭乘神舟十三号载人飞船进入天和核心舱,接替聂海胜、刘伯明、汤洪波,成为入住中国空间站的第二批航天员。这也代表了我国空间站具备了长期驻人的能力。在这近半年的时间里,3位航天员圆满完成了2次出舱活动、2次“天宫课堂”太空授课活动,首次在轨遥控完成货运飞船与空间站的对接,开展了多项科学技术试验与应用项目。
三位航天员
在太空中工作了近半年,三位航天员终于要回来了,大概就是四月中旬。他们回来之后,神舟十四、十五将会陆续发射,空间站将迎来6人同时在轨,忙碌的下一周期又将开启。根据媒体报道,这次的神舟十三返回,将首次采用快速返回方案,进一步提升航天员舒适性及任务实施效率。诶,同学们都经历过急刹车,这个过程谈不上舒适性。快速返回缩短了时间,为何反而会提升舒适性呢?在这个过程中,航天员会有什么不一样的经历呢?
急刹车
2、返回的时间
神舟返回共分四个阶段24个步骤,制动减速阶段、大气层外自由滑行阶段、再入大气层阶段,以及回收着陆阶段。从制动开始,到最后着陆,这个过程其实要不了太多时间。科普大V张天师做了个总结:前段时间刚刚着陆的俄罗斯联盟MS-19(3.30),从分离开始到着陆用了4个多小时,但是从制动到着陆仅用了约56分钟。我国的神舟十一号,从分离开始到着陆用了24个多小时,神舟十二号这个过程用了约28个小时,但是从制动开始到着陆,两者分别用了48和49分钟,一个小时不到。
联盟号返回时间
神舟返回时间
这些已经返回的飞船,之所以时间较长,大量的时间都是“浪费”在了分离之后,制动之前。相对于神舟系列,俄罗斯的联盟号“浪费”的时间更短一些,所以联盟号是真真切切的快速返回。可即便是早已拥有快速返回技术的联盟号,也需要在分离之后接着绕2-3圈,才正式开始制动。为什么分离后不直接制动呢?48分钟快速降落不更香吗?
理论上,神舟十三确实可以48分钟快速返回。但是,这样操作可能不太稳当。神舟十三的降落是受控降落,需要落到指定的位置。所以制动的时机非常重要。太空中,90分钟一圈,稍不注意,就会错失良机。所以,多飞的那几圈就相当于一个制动的前期准备。未来,如果技术更加成熟,确实可以在制动时机的前几分钟,先完成分离,然后立马制动,这样,真有可能1小时就让航天员回家。
3、航天员的经历
了解了这样一个返回过程,那么之前说的提升航天员舒适性问题就迎刃而解了吧。其实缩短的并非减速阶段的时间,而是准备阶段的时间。这段时间,身体上来讲,并没有任何不适,仍然是处于失重的状态,但是等待的心理感受是比较煎熬的。缩短航天员的等待时间,就是提升他们的舒适性。
绕圈等待制动时机
但是,后续,制动开始的过程就没那么舒适了,减速过程最大加速度有6个g,相当于人体被自己6倍的体重压在座位上。正常人早就昏迷过去了,不过航天员受过训练,也有特制的衣服,大概可以扛住10个g。除了较大的加速度,进入大气层后,气动力对返回舱有作用力,引发的振动也需要航天员自己克服。此外,还有大气摩擦产生的高温,尽管返回舱有隔热层,但是内部温度仍然会有一定的提升。后面的过程中,航天员的感受跟神舟十二相比并没有任何区别。
4、总结
所以,快速返回,缩短的是在轨绕地球旋转的时间,并非缩短减速阶段的时间。这就缩短了航天员等待的时间,降低等待过程中的心理煎熬,从而提升舒适性。好了,本期视频就到这里,预祝神舟十三顺利返回,祝中国航天越来越好。关注王小胖,带你了解更多有意思的力学知识。
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