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【沐鸣2app注册】神舟十二号返回地球!人工搜索为何比北斗定位更香?

神舟十二号的三名航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波,已经在中国空间站上在轨生活长达三个月之久,刷新了中国航天员单次飞行任务驻留时间的记录。

9月17日,三名航天员会在东风着陆场进行着陆,返回地球过中秋节。

2021年6月17日9时22分,神舟十二号载人飞船搭载着聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员成功发射升空,在完成3个月的空间站任务活动之后,3名宇航员将回家,这也是中国首批次从“中国空间站”返回地面的宇航员,这又是历史性的一刻,可以说真的是令人欣慰。

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3名宇航员在空间站先后完成了舱外活动相关设备组装、全景相机抬升等任务,也让我们看到了自主运行空间站的实力。

所以,这是中国空间站的一次“伟大成就”,在接下来我们还将继续发射神舟13号,天舟三号等相关性任务,进行空间站的进一步建设,同时让更多的宇航员也将进入到中国空间站。按照计划,神舟13号载人飞船也是搭载3名宇航员,预计是要住上约半年的时间,所以这又将刷新中国宇航员在太空生活的时间,我们拭目以待吧。

为什么选择东风着陆场?

这要从四子王旗着陆场说起。四子王旗着陆场位于内蒙古中部阿木古郎大草原,面积2000多平方公里,属于沙质草原,地势平坦开阔,没有大的河流湖泊,全年干燥少雨,空气能见度高。这些条件都使得这里很适合搜救人员进行快速救援,才使得它成为了以往神舟飞船着陆的第一首选地。

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不过,以往在四子王旗着陆场降落的神舟飞船有一些共性,它们的运行轨道都相对稳定,轨道也是基本固定的。所以,进入大气层的位置就直接决定了降落的场地。

而这次和以往几次不同,神舟十二号的三名航天员是从空间站返回地面。而空间站一直是处于执行任务当中,它的轨道高度会随着不同时间节点有一些变化。

如果为了让航天员着陆而随意启动推进剂改变空间站的高度,不仅耽误空间站自身的任务执行,也会消耗很多空间站的能源。

而且我们要知道的是,空间站之后还会上好多批航天员,如果都采用这种办法,对于空间站而言,消耗实在太大。这就使得神舟十二号与以往的神舟系列飞船不同,飞船再入点不再是固定的,而是调整成一个相对高度范围。因此,四子王旗着陆场不再是首选。

而返回机会更多,测控设备可充分利用的东风着陆场从备选成为了首选。

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神舟十二号的着陆

神舟十二号飞船着陆的整个过程可以分为四个阶段,分别是:制动减速、自由滑行、再入大气层、回收着陆。

深度解析神舟十二号返回舱着陆的重要三阶段,离地十公里降落伞才打开

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第一步是制动减速,神舟十二号飞船会和天和核心舱进行分离,随后开始绕地球运行,运行到最后一圈时,地面会发出返回指令。神舟十二号飞船接到返回指令后,会调整姿态和降低速度,进入到返回地球的轨道上。

第二步是自由滑行,神舟十二号返回舱与推进舱组合体离开原来的运行轨道,开始自由下降,高度下降到距离地面140公里时,返回舱与推进舱会分离。返回舱会调整好姿态和角度,准备进入大气层。

第三步是再入大气层,返回舱下降到距离地面100公里处,进入到大气层当中。由于此时的速度实在太快,达到了7.9公里/秒,所以返回舱会与大气产生剧烈的摩擦,从外围看起来就像一个火球。返回舱的表面会产生等离子气体层。这个等离子气体层会屏蔽掉电磁波,使得地面无法与返回舱联系,这也被称为:黑障,是整个着陆过程中最危险的一个阶段。当返回舱距离地面40公里时,黑障消失,通信又会恢复。

第四步是回收着陆,返回舱下降到距离地面10公里时,回收着陆系统会打开伞舱盖,拉开引导伞、减速伞、牵顶伞和主降落伞,它们会使得返回舱的速度下降到5~6米/秒。返回舱在距离地面一米左右时,反推发动机点火,使得返回舱大概以3米/秒的速度软着陆,从而确保3名航天员的安全。

从整个过程中,我们也可以看出,神舟十二号与空间站天和核心舱飞离时,当时空间站的轨道高度位置对于整个着陆过程起到至关重要的影响,而这个轨道高度又不是固定的,而是一个范围。这就使得着陆地点的范围变化会非常大,不仅如此,这个变化大还是体现在东西方向上。

而这正好可以发挥出东风着陆场的优势。东风着陆场地处巴丹吉林沙漠和戈壁带,地域辽阔人烟稀少,同时它的东西宽度要更大,为这次着陆提供了更大的便利性和可操作性。

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神舟十二号有“北斗精确”定位!为何还要靠人工搜索?

首先我们要知道,本次神舟12号的着陆区域是在“东风着陆场”,该区域紧邻巴丹吉林沙漠,着陆面积约2万平方公里,而这次选择该区域,也将是我国一次载人飞船的新挑战。过去,神舟飞船是从一个固定的高度返回,而空间站的载人飞船降落,不见得是从一个固定高度返回,存在高度变化,意味着飞船返回着陆点范围可能会变化较大。

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而东风着陆场位于戈壁地区,它的整个东西方向的宽度更大,且大都属于无人区或者说是一个相对安全的区域,降落更具可控性和便利性,这就是选择该区域的原因。这就可以回答上面的问题了,奇怪了,神舟十二号飞船在北斗导航终端精确定位飞船位置,为何还要靠人工搜索?这不是技术没有用上吗?真的是这样吗?

的确是,在飞船上有北斗的导航终端,在空间轨道运行时可以精确给出它的位置和速度,但是在飞船进入到大气层过程之中,我们会进入到一个“黑障区”,这个时候,我们的北斗定位系统的信号就会出现被屏蔽的情况,那么地面与飞船之间的无线电通信便中断了。这个时候,我们就无法实时进行定位。

当然,这不是针对我国的北斗系统问题,而是任何的航天器返回的时候,都会出现这样的情况,这就是原因,主要是在“黑障区”是无法进行定位的,过后等待到达地面的时候,通行恢复了,这个时候地面可以实时得知飞船位置和速度,然后去找到飞船的位置,这就是原因。所以落地后,导航终端依然有效,搜救人员可以获知飞船坐标,这就是大致的情况,其实主要就是“黑障区”无法定位位置,我们无法跟进。

总结

神舟十二号是我国空间站的一次大挑战任务,宇航员挑战的一切,也为后面的宇航员们提供了基础支撑,接下来我国还将发射神舟13号,甚至后面的神舟14号等载人飞船,更多的宇航员都将进入到中国空间站,包括国外的宇航员。国外的宇航员还在紧张学习中文,未来具有能力操作的时候,将进入中国空间站进行相关性的研究。

同时,按照计划,我国预计在2022年前后完成建设,将对全球开放进行实验,我国已经同意了17个国家加入中国空间站,包括瑞士、波兰、德国、意大利、挪威、法国、西班牙、荷兰、印度、俄罗斯、比利时、肯尼亚、日本、沙特阿拉伯等17国,所以未来中国空间站将是全球开放的空间站。

文章来源: 环 球科学猫,钟铭聊科学

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