神舟十二号撤离空间站?神舟十二号什么时候返回 ?
飞船返回分为四个阶段
简单地说,飞船返回地面是飞船脱离原来的飞行轨道,沿一条下降的轨道再入地球大气层,通过与空气摩擦减速,安全降落到地面上的过程。“神舟”飞船的返回可分为以下四个阶段。
第一阶段是制动减速阶段。要使飞船返回地面,必须降低飞船的飞行速度,改变飞行方向,使其脱离原来的飞行轨道,进入下降飞行的轨道。
具体过程为,首先是“神舟十二号”飞船与“天和”核心舱之间的对接机构进行解锁,使2个航天器脱开。然后启动推进系统,产生分离速度。同时启动2个航天器的姿控和轨控系统,保证飞船按预定要求撤离。
飞船在太空中运行最后一圈时,地面向飞船发出返回指令,飞船随即调整姿态,相对前进方向向左偏航(逆时针转)90°,变成横向飞行状态,这是第一次调整姿态;然后轨道舱与返回舱以1~2米/秒的相对速度分离;然后返回舱与推进舱组合体再向逆时针方向转90°,使推进舱朝前,这是第二次调整姿态;达到这种制动姿态后,飞船推进舱上的发动机点火工作,使飞船降低速度,进入到返回地球的轨道。
第二阶段是自由滑行阶段。返回舱与推进舱组合体离开原来的运行轨道后,就以无动力飞行状态自由下降。当返回舱与推进舱组合体高度降至距离地面140千米时,推进舱和返回舱分离,推进舱在进入大气层时烧毁,返回舱继续下降,并消除由于两舱分离时产生的返回舱姿态分离干扰,建立正确的再入姿态角(速度方向与当地水平面的夹角),准备再入大气层。这个角度必须精确地控制在一定的范围内,一般为1.5°至1.7°,因为如果返回舱的再入姿态角太大,返回舱在再入大气层时会由于速度太快,而使最大过载超标,航天员受不了,返回舱甚至会像流星一样在大气层中烧毁;如果再入姿态角太小,返回舱会从大气层边缘擦边而过,无法返回。
第三阶段是再入大气层阶段。返回舱在距离地面100千米时开始再入大气层。返回舱以7.9千米/秒的速度再入大气层时,会与大气产生剧烈摩擦,使返回舱变成了闪光的火球,周围产生的等离子气体层,屏蔽了电磁波,这时返回舱表面和大气层摩擦形成“黑障”,使返回舱暂时与地面失去联系,直到距离地球约40千米处时黑障消失,返回舱与地面的联系又恢复了。
在再入大气层的过程中,从再入大气层到20千米高度期间,返回舱通过对飞船侧倾角的变化来实现返回升力控制,使返回时的过载不大于4g(重力加速度单位),而且可以比较精确地返回到着陆场。
第四阶段是回收着陆阶段。在距地面约10千米时回收着陆系统开始工作。它先打开伞舱盖,然后依次拉开引导伞、减速伞、牵顶伞和主降落伞。其中减速伞可把返回舱的速度从200米/秒减至60~70米/秒,主降落伞可把返回舱的速度由70米/秒减至5~6米/秒。另外,返回舱降到一定高度(距地面约5.5千米)还要抛掉返回舱的防热大底,以便露出返回舱底部的反推发动机。在距地面1米左右时,4台反推发动机点火,使返回舱以大约3米/秒的速度软着陆,从而保证航天员着陆时的安全。
返回舱安全着陆后,其标位系统开始工作,指示自己所在位置,以使搜索救援系统及时发现目标。这次为了能快速而准确地找到返回舱,保证整个任务的成功和航天员的生命安全,航天五院510所新研制了国际救援示位标,它集定位信息获取、数据处理、编码调制发射于一体,具有高定位准确性,可实现紧急状态下救援的可靠性和实效性。
首次启用副着陆场
在返回舱着陆过程中,着陆场系统将发挥重要作用。该系统负责飞船返回舱的返回测量、搜索寻找和航天员的营救。
选择着陆场涉及许多技术和社会问题,因为选择着陆场不仅要考虑发射场的位置、运行轨道倾角和高度、返回制动点位置、返回舱返回轨道和航天员的安全等,还与我国经度纬度覆盖范围、大陆的地形地貌地质、气象、交通、陆上着陆海上溅落的搜救能力等密切相关。
根据上述要求,经过大量的勘测、调研、分析和比较,我国最终选择了内蒙古中部四子王旗地区作为主着陆场。考虑到气象相关性小、地势平坦开阔、返回机会多、测控设备可充分利用等因素,我国选择了距离主着陆场1000千米的酒泉卫星发射中心东南部地区为副着陆场,即东风着陆场。
这次“神舟十二号”飞船返回难度比以往大。一是因为在“神舟十二号”之前,载人飞船都从固定的轨道返回地球,但在空间站任务中,空间站的轨道高度会随着不同时间节点有一些变化,为了节省空间站推进剂的消耗,将不为了飞船返回而调整空间站的轨道,所以飞船再入点不再是固定的了,为此,“神舟”团队对返回轨道重新进行了适应性的设计,使载人飞船返回高度从固定值调整为相对范围,并改进返回的算法,提高了载人飞船返回适应性和可靠性。