神舟14号航天员是哪三位 神舟13号航天员是哪三位( 二 )


倒数53分29秒,推进舱发动机点火 , 飞船开始减速制动,这时候距离预定着陆场还有半圈,飞船开始下降高度 。
与大多数人想象的不同,飞船制动发动机点火时长仅4分40秒,飞船的速度只变慢了0.12公里/秒 , 宇航员几乎不会感觉到飞船正在减速 。但即便是这么小的速度变化,重力作用也会使飞船在22分钟内下落270公里 。虽然水平方向的速度减慢 , 但垂直方向的自由落体会使飞船加速向下“俯冲”,飞船的合速度达到7.6公里/秒 。

神舟14号航天员是哪三位 神舟13号航天员是哪三位


进入大气层前返回舱与推进舱分离
在大约100公里高度,飞船返回舱开始进入稠密的大气层,这时候飞船处于无动力下降阶段 。但是这不代表飞船不受控制——由于科学家的精妙设计,飞船会自动将它最耐热的底部朝向前方飞行 。
细心的你肯定注意到:中国、俄罗斯和美国的飞船全做成一头大?。?并且无一例外都是大头朝前飞行,与火箭的尖头朝前是相反的 。这是为什么呢?
飞船从大气层外返回 , 它主要靠空气的阻力而不是消耗燃料来为自己减速,大头朝前能够提供更大的空气阻力,好将飞船从7.6公里/秒的高速度降到0.2公里/秒,之后再打开降落伞才不会发生危险 。引导伞、减速伞和降落伞将在大约10公里高度依次打开 。
神舟14号航天员是哪三位 神舟13号航天员是哪三位


飞船重心决定了返回时的姿态
当飞船下降到100公里高度的大气层,空气开始变得稠密起来 。越来越多的气体粒子撞击飞船表面 , 阻碍飞船前进,这使得飞船产生了一个向后的拖曳力——也就是空气阻力 。但飞船包括里边的航天员因为速度很快、动能很大 , 所以航天员会感觉到越来越强的过载,强大的压力使得人喘不过气来 。
与此同时,空气粒子撞击飞船会产生热,飞船表面温度升高到约1480℃ , 没有几种金属能在如此高温度下还能保持强度 。为了保证飞船不在返回过程中焚毁破碎,科学家在飞船底部加了一层又厚又坚固的隔热罩(俗称“防热大底”),隔热罩的表面覆盖着烧蚀材料 , 它能在高温下燃烧、蒸发、将热量带走,从而保护飞船不被烧化 。
与“联盟号”返回过程相同 , 当神舟飞船返回时,我们能看到天空出现一颗闪亮的“流星”,但你不需要为航天员担心 , 因为燃烧的主要是防热大底和飞船表面的隔热材料,飞船内部只是稍稍有一点升温 。
神舟14号航天员是哪三位 神舟13号航天员是哪三位


联盟飞船返回时舷窗外的火光
我们再回到开头的问题:神舟飞船返回还能更快些吗?
实际上 , 如果从飞船开启发动机开始制动这个关键节点开始计算,神舟十二号的返回过程大约是49分钟,神舟十三号差不多也是这么长时间 , 比“联盟号”飞船快4分钟 。如果想要更快速下降,就要采用更“陡峭”的再入角,这将带来三个致命问题:
一、飞船再入的初速度很高 , 大角度进入大气层会导致飞船表面升温过快、温度过高,这将超出飞船防热层的承受极限,使飞船烧毁 。

推荐阅读