神舟十八号震撼返回背后:返回舱变火球 曾入“黑暗窒息300秒”
神舟十八号航天员乘组已完成全部既定任务,于11月4日凌晨乘坐神舟十八号载人飞船返回东风著陆场。三名航天员状态良好,神舟十八号返回任务圆满成功。当日,新疆库尔勒多名市民早早架好相机,拍下神舟十八号载人飞船返回地球的瞬间。报道指,航天员重返地球后,需用半年时间恢复;3名航天员返回的惊心动魂的过程亦曝光。
《澎湃新闻》报道指,有库尔勒市民称,他得知神舟十八号载人飞船要从库尔勒上空经过后,便早早架好相机,最后拍下它长长的火花拖尾,认为十分震撼。
据了解,飞船返回地球前,航天员们要跟继续留在太空站内的组员完成工作交接,之后穿上压力服进入返回舱,并关闭全部舱门,等待指令的传达。接著,对接锁会释放,返回舱与太空站进行脱离,这时飞船会渐渐远离。当距离拉开得足够长时,飞船将启动推进器,以及制动发动机点火,这时飞船就会减低飞行速度,来逐渐降低轨道,以便顺利进入大气层的下降轨道。
为确保飞船内设备在分离后不互相碰撞,飞船需旋转90度,变成横向飞行,然后将推进舱、返回舱、轨道舱组合体进行分离,各自返回地球。这是第一次姿态调整。而轨道舱内存储著航天员在太空中所产生的生活垃圾,其将会在大气层中被高温销毁。第二次姿态的调整时,返回舱、推进舱组合体要继续旋转90度,这时飞船飞行方向和一开始的方向相反,原因是要让在前面的推进舱启动发动机,给飞船一个推力进行制动减速。随著推进舱发动机的启动,飞船速度、高度均会随之下降,随后就会进入返回地球的轨道。
在飞船距离地面约145公里时,推进舱就会和返回舱进行分离。这是,随著飞船返回舱的高度不断下降,空气密度会越来越大,气动加热效应会越来越强烈,返回舱外部的温度急剧上升。透过飞船的舷窗,航天员可以看到飞船返回舱外部被烧得通红,更变成一个从天而降的熊熊火球。
不过舱内的航天员不会被高温伤害,因返回舱有一种特殊的隔热材料,可以承受返回舱与大气摩擦中燃气的摄氏1000至20000度的高温火焰。“神十六”航天员朱杨柱曾幽默地解说:“一路火花带闪电,仿佛坐在太上老君的炼丹炉里。但舱内四季如春,温控隔热效果很好。”
身处大气层时的返回舱,随著高度不断下降,空气密度会越来越大,气动加热效应会越来越强烈,返回舱外部的温度急剧上升,燃起高温火焰,航天员将经历时长约为5分钟的黑障区,即传说中的“黑暗窒息300秒”。所谓黑障现象,即飞船返回地球时,会与大气层发生剧烈摩擦,温度剧增,导致气体分子与飞船表面被烧蚀的材料均发生电离,这些不断产生的电离气体包裹在飞船周围,形成等离子体鞘套,对电磁波产生吸收衰减、折射、反射、散射等效应,导致飞船内部与外界的无线电通信异常乃至中断。
2023年6月4日,神舟十五号载人飞船成功著陆东风著陆场,科技人员对其在穿越黑障区时的稳定跟踪,表明中国已经具备了黑障区稳定跟踪飞船的能力。当返回舱距离地面还有10公里左右时,降落伞盖会自动打开,随后4个不同作用的降落伞会逐一打开,减缓下降的速度。同时,底部的隔热层自动脱落,起到地面缓冲的反推发动机就会露出,随著返回舱不断降落,推进装置在约距离地面还有一米时点燃,这时飞船四周浓烟滚滚。最后,返回舱安全著陆。
据航天员科研训练中心邢雷介绍,三名航天员抵达北京后将进入隔离恢复期。航天员后恢复工作分三个阶段开展,第一阶段为隔离恢复阶段,用时约3至4周,主要目的是消除飞行中对身体的不利影响,促进基本功能恢复。第二阶段为疗养恢复阶段,用时约一个月,确保航天员身心全面恢复。第三阶段恢复观察阶段,用时约4个月,航天员将在这个阶段陆续开展各类训练,经过约半年的恢复,航天员将转入正常任务训练。