神舟十三号选择降在陆地上,美国则降在海洋中,哪个更有优势?

承载着国人航天希望的神舟载人飞船,已经多次完成复杂艰巨的飞天任务。特别是2022年4月16日中午时分返回的神舟十三号,3名乘组人员在我国天宫空间站中度过了足足6个月的时间,一举打破我国单次太空驻留时间纪录,而且完成了两次太空出舱活动,多次进行空间站整体性能和关键设备的技术验证,自此,我国天宫空间站将全面转向建造阶段,年底前屹立在地球之上的“东方战舰”必须成为令世人瞩目的焦点。

熟悉中国载人航天的朋友,应该都知道,从神舟五号载人飞船开始,每一次返回舱的着陆,我们都是选择在陆地上,而美国之前所进行的载人航天,除航天员乘坐航天飞机着陆以外,很多都是选择在海面上降落。这两种方式,无论是降落轨迹、返回舱结构设计和搜救等方面看,都有着很多不同,到底哪种方式更为先进呢?

要回答这个问题,得首先明确,返回舱在着陆时必须要满足的条件,那就是要尽一切可能,来保障内部航天员的安全。这里面就涉及几个方面的问题,一个是要使返回舱的下降速度,以最科学、最稳妥、最合适的方式减到最小,第二是返回舱降落的地点,地形地貌等自然环境要相对良好,不会对航天员和返回舱产生二次伤害,还要有利于救援人员及时找到目标。第三,要用最少的时间跟踪到返回舱的下降轨迹,然后用最少的时间定位到返回舱的着陆点,第一时间将航天员从舱内救援出去,第一时间开展健康检测和转运。

首先来看第一个问题,即下降速度的问题。返回舱在返回时,总体过程大致能划分成四个阶段。一是与空间站分离,启动推进器寻找进入大气层的最佳角度。二是返回舱穿越大气层时,与空气发生剧烈摩擦,返回舱受到的空气阻力不断提高,最后阻力与重力相平衡,以大约200米每秒的速度匀速下降。三是当返回舱距离地面10公里左右的时候,开启降落伞,对返回舱实施快速减速。四是接近地面的进一步减速操作。

前三个步骤,对于在陆地上降落和海面上降落,其实差别不大。最关键的是第四个步骤。在地面上着陆,虽然通过降落伞可以将返回舱的速度减至大约8米每秒,但是如果仍以这个速度接触地面,那么航天员的身体在长时间的太空驻留以及返回舱高速下坠过程中,已经变得非常虚弱了,为了进一步降低地面冲击对航天员身体的伤害,就有必要对返回舱实施再次减速。

当返回舱距离地面1米的时候,底部的反冲推力发动机就会点火,将下降速度再明显降低一部分,相当于踩了一次“刹车”。我国、俄罗斯的载人飞船返回舱应用的基本上都是这样的方式,技术已经相当成熟了。

如果在海洋中着陆,由于快接近地面时,在降落伞的作用下,返回舱的下降速度已经控制在8米每秒左右,在这种速度下,返回舱与海水接触的话,会起到很好的缓冲效果,所以就不需要在返回舱底部配置推力发动机了,而是需要返回舱配备完善的气垫、充气缓冲系统。

因此,两种方式降落,对于返回舱结构的设计要求和标准是不一样的,没有什么高低之分。我国虽然有广袤的领海,但是周边国家众多,搞不好就有可能飘到其他国家,选择的可能性低、对精准度要求也太高。反观美国,其东西两侧都是海洋,而且周边国家不多,具有海洋降落的先天优良条件。在这样的背景下,我国和美国长期以来分别习惯于两种不同的着陆方式,可以说都是扬长避短。

下面看第二个问题,即着陆环境的差异。对于陆地着陆来说,必须具备地势平坦、视野开阔、没有大型河湖、气候干燥、植被覆盖低、人烟稀少等条件,这样既能保障返回舱安全着陆,也更利于被搜救队伍寻找到,同时也能最大限度减少人群密集区。我国在这方面,具有先天的优势条件,在北方地区存在着诸多符合这一标准的区域,像内蒙古的四子王旗着陆场、东风着陆场面积都有数万平方公里,是非常完美的陆地着陆场。

对于海面着陆来说,就没有像地面着陆那样,对地形地貌有着非常苛刻的条件,因为放眼望去,全是比较平静的海水,也不存在人口聚集问题,所以可供选择的降落区域面积更大,对返回舱下降轨迹的容错率更高,只需要避开风暴、较高海浪就可以。所以,从降落的地理环境要求看,在海面上降落的要求和标准低,技术难度相应也就较低。

最后再看第三个问题,即是否能够第一时间展开救援。在陆地上着陆,虽然对精度要求、着陆点要求更高,但是可以在地面上层层进行布控,空中、地面和应急救援队伍,可以在指定区域内开展待命或者巡逻,在转移的过程中机动性更强,通过多方信号联系,可以确保在第一时间快速到达实际着陆地点开展救援工作。

而在海面上着陆,由于船只的机动性没有汽车强,而且速度相对较慢,虽然有直升机参与,但综合效率会比陆地上慢一些,另外,由于风浪的作用,救援难度也会较大,搞不好会发生海水倒灌的问题,有可能对航天员健康产生不利影响,如果再发生气垫破裂、遇到大风等问题,航天员进入船只的困难会大大增加,甚至返回舱都有可能沉没。

综合以上的分析,我们可以看出,我国所采用的返回舱陆地着陆方式,对降落的精准度以及地形的要求更高,而美国采用的海面着陆,对搜救及时性和安全性的要求更高,二者各有所长,主要是看更擅长哪种方式。

0 阅读:0

芜湖西瓜妹说体育[已注销]

简介:芜湖西瓜妹,专注体育,带来最新资讯