文|小彭的灿烂笔记
编辑|小彭的灿烂笔记
声明:本文陈述内容参考的“官方信息来源”,均赘述在文章末尾,感谢支持。
【前言】
11月4日凌晨,神舟十八号载人飞船缓缓降落在东风着陆场时,一道耀眼的火光突然从返回舱底部喷射而出。
这一幕让许多观众惊呼不已,纷纷猜测是否出现了故障,而事实恰恰相反,这道火光正是神舟飞船安全着陆的关键所在。
与此同时,人们不禁想到,为什么在美国航天飞机降落时,从未见过类似的火光呢?难道是中国的航天技术不如美国吗?
当神舟十八号返回舱缓缓降落时,那道突然喷射而出的火光,不仅吸引了全世界的目光,也引发了人们对中国航天技术的热议。
这道火光,看似简单,却蕴含着中国航天科技工作者多年的心血和智慧,它不是故障,而是安全着陆的关键保障。
当返回舱即将着陆时,这个发动机会精确点火,产生一股向上的推力,有效减缓返回舱的下降速度。
这就好比我们跳楼时,在即将落地的瞬间,突然有一股力量托住我们,让我们能够安全着地。
而这种方式也有其局限性,比如着陆时的冲击力较大,对航天员的身体素质要求较高。
相比之下,美国航天飞机采用的是完全不同的着陆方式,它们更像是一架巨大的滑翔机,依靠机翼产生升力,在大气层中滑翔减速,最后在跑道上平稳着陆。
这种方式不需要反推发动机,因此也就不会出现类似神舟飞船的火光现象。
那么美国的这种着陆方式是否就意味着技术更加先进呢?事实并非如此简单,每种技术都有其优缺点,都是在特定条件下的最优选择。
美国航天飞机的水平着陆方式虽然看起来更加平稳,但其实对着陆场地有很高的要求,必须有足够长的跑道,而且航天飞机的结构更加复杂,制造和维护成本也更高。
他们充分考虑了中国的国情和技术条件,选择了最适合的着陆方式,这种方式不仅安全可靠,而且适应性强,可以在各种地形上实现精准着陆。
而神舟飞船的返回舱之所以能实现精准控制,是因为“伽马高度控制装置”,这个装置利用伽马射线探测技术,能够精确测量返回舱距离地面的高度和速度,从而在最佳时机点火反推发动机,确保安全着陆。
这个装置的研发过程充满了艰辛和挑战,中国航天科技工作者经过多年努力,终于实现了核心技术的突破和国产化,大大提高了返回舱着陆的精确度和安全性。
这不仅体现了中国航天科技的进步,也为未来更复杂的太空任务奠定了基础。
那么除了着陆方式的不同,中美两国的航天技术还有哪些差异呢?
上世纪90年代,当中国开始发展载人航天工程时,伽马高度控制装置还完全依赖进口。
为了掌握核心技术,航天科技工作者经过十多年的刻苦攻关,终于在2012年实现了关键部件的国产化突破。
这个过程中,有无数个日日夜夜的反复实验,有太多次失败后的重新开始,但没有人选择放弃。
伽马高度控制装置的工作原理看似复杂,其实也很好理解,就像我们在黑夜里开车,需要用车灯照亮前方的路面一样。
只不过返回舱用的是看不见的伽马射线,通过测量射线的反射强度,就能精确计算出距离地面的高度,这个过程必须在百分之一秒内完成,容不得半点差错。
随着技术的不断进步,中国自主研发的伽马高度控制装置已经历经多次升级换代。
现在的系统不仅精度更高,而且增加了多重备份机制,即使在极端情况下也能确保返回舱的安全着陆。
它不仅要处理伽马高度控制装置传来的数据,还要协调多个子系统的工作,确保整个着陆过程万无一失。
控制系统的核心是一套复杂的计算机程序,它能在瞬息万变的情况下做出最优选择。
为了应对各种可能出现的情况,控制系统设计了多重保护措施,这就像是给汽车装上了多个刹车系统,即使一个失效了,其他的还能正常工作。
其次是故障自诊断功能,系统能够自动检测并隔离故障部件,确保整体功能不受影响。
但再完善的系统也可能出现意外情况,为此,航天科技人员还准备了应急处置方案。
早期的系统主要依赖国外技术,但随着中国航天事业的发展,我们逐步实现了核心技术的自主可控。
这个过程中,航天科技工作者付出了巨大的努力,他们不仅要掌握先进的编程技术,还要深入理解航天器的运行原理,才能设计出最适合中国国情的控制系统。
随着技术的不断进步,返回舱的控制系统也在不断升级,最新的系统引入了人工智能技术,能够更好地应对复杂多变的太空环境。
这就像是给汽车装上了更智能的自动驾驶系统,不仅能应对常规路况,还能处理各种突发情况。
但再先进的控制系统也离不开可靠的硬件支持,返回舱的安全着陆,还需要一系列精密的机械装置来执行控制系统的指令。
返回舱的机械系统就像人体的筋骨,看似简单,却承担着最关键的执行任务。
从进入大气层到最终着陆,每一个机械装置都必须在极端环境下精确运作,容不得半点差错。
当返回舱在大气层中穿行时,这些小型发动机会不断喷射,调整舱体姿态,就像杂技演员在走钢丝时,需要不断调整身体平衡一样,这些发动机的工作精度要求极高,喷射时间的误差不能超过千分之一秒。
这个过程看似简单,实际上涉及复杂的空气动力学原理,主伞的面积相当于一个标准篮球场,但收纳时却只有足球大小,这种特殊的设计保证了它能在高空可靠展开。
即使遇到复杂地形,也能确保航天员安全,气囊材料经过特殊处理,既要保证足够的强度,又要具备良好的弹性。
【结语】
神舟飞船返回舱的安全着陆,看似简单,实则凝聚了无数航天人的智慧和汗水,每一个系统、每一个部件都是中国航天科技发展的见证。
而我们神舟十八着陆的瞬间底部冒火光,其实是我们技术发展的先进,并不是中国的航天技术不如美国……
参考资料:
国际在线在 2011年11月17日关于《中美俄航天器返回技术比较:中俄均落地美多坠海》的报道
中国军网-解放军报在2022-05-13关于《神舟飞船有个刹车“指令员”,让航天员安全平稳着陆》的报道
添狗