火箭“回家”不容易

作者: 小峰

送火箭上天的地方讲究还真不少，那接火箭回家的地方又是如何选择的呢？火箭“回家”又要具备哪些条件呢？今天，我们就以神舟家族的新成员“神八”为例，来了解下火箭返回的着陆场如何选择的，再与“神六”“神七”对比，看看“神八”这个新成员又有哪些新的发展。同学们一定很好奇了吧，快跟着科学启蒙小记者的介绍往下看吧！

忙碌的地面航天飞行控制中心

大部分航天行动,都离不开地面航天飞行控制中心(后简称为飞控中心)的掌控与支持。因此,在整个航天活,动期间,飞控中心都是非常忙碌的。那么在飞船返回前飞控中心的科学家们要做好哪些准备呢?

北京航天飞行控制中心

确认飞船返回时的状态

为了让“神八”精确地返回主着陆场,必须要

保证它飞行轨道的正确性,保证它返回时的精度在理论的范围内,飞控中心的科学家们要对飞船返回时的各个状态进行确认。

“神舟八号”在与“天宫一号”分离后,没有直接返回地面,而是在轨运行了一段时间。其实也是为了保证其飞行轨道的正确性,在程序设计上为返回前轨道的偏差留有调整余地。

选择最佳的气象条件

飞船返回,对着陆场的气象条件要求比较高,要根据修正的情况,在返回的参数里面精确地调整返回的控制量,从而保证它能够精确地返回着陆场。

科学启蒙小记者了解到,“神八”飞船回收当天“窗口”时间,小雪,无雷暴、沙尘暴等恶劣天气,地面风力4～6米/秒,满足飞船着陆气象条件。

主着陆场的搜索救援

对飞船返回舱的搜救一般由空中搜救和地面搜救两部分组成,以空中为主、地面为辅,通过空地协同、地空结合共同完成飞船返回舱搜索。在飞船回家前,这一工作要进行多次演练。

着陆场条件大PK

“神八”能否安全回家,着陆地点的选择很重要。依据什么条件来选择呢?科学启蒙小记者采访了相关科学家,了解到载人航天器返回一般会设置两个着陆场,一旦主着陆场气象预报出现不利于航天器返回的情况,则启用副着陆场。这次“神八”回家的着陆场是哪里呢?它们的条件又如何呢?

主着陆场各个通信设备状态良好,准备就绪

主着陆场设在内蒙古四子王旗

“神八”返回的主着陆场位于内蒙古中部四子王旗阿木古郎牧场,海拔1 000～1 200米,面积2 000多平方千米,属沙质草原,地广人稀,干燥少雨,空气能见度高,是飞船着陆的最佳场地。

副着陆场设在甘肃酒泉

“神八”返回的副着陆场,位于酒泉卫星发射中心附近的戈壁滩,与主着陆场距离约1 000千米,最长范围1 000多千米,最宽达100多千米。

气象卫星?》

USB卫星跟踪测量设备“神八”返回有哪些新发展与哥哥“神六”“神七”相比,“神八”虽然不载人,但一切都是按照载人的标准来设计的。此外,“神八”返回舱内还有两个能够发出拟人信号的假人,以及一些太空食品和一些鱼类等小生物。为了让它们安全回家,就要实现“软着陆”。为此,“神八”又有了新的发展。

应急待命时间增加

应急待命时间取决于飞船在轨时间,“神六”在轨运行了5天,“神七”在轨运行了3天,“神八”则在轨运行17天。按照任务要求,在飞船运行过程中,着陆场每天都要处于回收待命准备状态。

主着陆场区空中搜救分队随时准备奉命升空

搜索回收区域扩大

按照总体方案要求,飞船每天都有回收的可能性。由于回收的着陆点不同,所以搜索区域就变大了。由原来的搜索范围36千米×36千米的范围,扩大到340千米×60千米的范围。

搜索回收时间要求缩短

“神七”回收时在正常情况下搜索时间要求是6个小时,到了“神八”,已缩短至2.5个小时。

夜间搜索回收难度增加

通过演练发现,夜间漆黑一片,伸手不见五指,直升机起飞、降落、返回舱寻找都具有一定难度。

飞船的有效载荷回收转运要求严格

返回舱的有效载荷是中德合作研制的通用生物培养装置,里面有许多微生物,对环境、温度有要求,必须在返回后第一时间内送到北京处理。

降落伞增加了1个

此次“神八”返回最大看点是出现了第4个降落伞——“牵顶伞”,以往飞船的降落伞只有3个。“牵顶伞”使得返回舱的回收能力具有50%以上的余量,进一步提高了整个回收系统的可靠性。

返回舱如何实现“软着陆

上面提到为了让“神八”返回舱及搭载物安全回家就要实现“软着陆”,那“软着陆”是什么,它又是如何实现的呢?

什么是“软着陆”

“软着陆”是指在飞船降落过程中逐渐减低速度,使航天器在接触地面或其他星球表面时的瞬时速度降低到很小,最后不受损坏地安全着陆。

软着陆”如何实现

“神八”的“软着陆”主要通过降落伞和反推发动机两个步骤来实现,飞船到10千米左右时,降落伞将打开,速度降为8～10米每秒。到了距离地面1米左右时,反推发动机开始工作,使其安全着陆。

“神八”缓冲发动机点火(示意图)

链接

“回收”返回舱

航天器返回舱是如何“回收”的呢?科学启蒙小记者通过采访了解到,主要包括以下几个阶段:

跟踪测试阶段

?当飞船制动发动机点火26分钟后,返回舱就会飞到着陆场上空,白云鄂博场区的雷达首先捕获目标。大庙场区的USB设备随后跟踪,同时接收飞船遥测数据并发出遥控指令。在主伞打开后,拍摄飞船降落全过程。

搜索寻找阶段

飞船落地前,直升机起飞到待命空域接收飞船发射的信号,确认飞船位置。由于是夜间搜索,直升机在到达返回舱地点上空后,需持续一段时间以对返回舱的状态、姿态以及现场地形进行确认,随后指挥直升机在附近选择合适的地方降落。

现场处置和回收转运阶段

搜索到返回舱后,地面分队陆续赶到,按流程对返回舱进行处置。此后,将有效载荷快速运到中科院,返回舱则运到北京交给有关单位。

“神八”飞船返回舱在内蒙古四子王旗着陆,现场工作人员打开飞船舱门