航天专家解读神舟十二号航天员“回家路”:航天员返程谈笑风生很轻松( 二 )


这时 , 飞船飞行的速度在每秒钟7.5公里左右 , 高速下降产生的过载会让航天员的肌肉产生变形 , 这是航天员身体最难受的一个阶段 。这个过载有时会达到4个G左右 , 这就相当于有4个航天员体重的人坐在身上 , 航天员必须调整到最舒适的姿态 , 对抗这种过载 。相比上天时承受的过载 , 返回过程中由于技术动作更多 , 航天员身体也更难受 。
第三步:推返分离
大约在145公里的地方 , 返回舱和推进舱会分离 。因为减速过程已经过程 , 这时已经不需要推进舱了 。这时 , 返回舱的速度还在7公里/秒以上 。
飞船在大概下降到145公里时 , 推进舱和返回舱分开 , 返回舱在距离地面145公里的地方就会进入单舱阶段 , 这时就要调配平攻角 , 把飞船调整成一个再入的姿态 , 在100公里的地方就会进入大气层 。
配平攻角非常关键 , 直接决定着航天员返回是否成功 , 从这时起 , 飞船返回就进入了不可逆状态 。“你从大气层上往地球上抛一个东西 , 不考虑地面干扰因素 , 它一定会落在一个固定的点位上 。但飞船在大气中滑行 , 大气扰动怎么解决 , 就要靠飞船姿态控制来解决 。飞船进入大气层的姿态很关键 , 一般是以1.5-1.7度的角度来再入 , 如果出手角度太大 , 相当于飞船会猛冲入大气层 , 可能就把飞船烧掉了 , 角度太小 , 就进不了大气层 , 就像流星弹出去了 。所以 , 配平攻角很关键 , 它能保重飞船的安全 。”
第四步:穿越“黑障区”
飞船返回舱进入大气层后是返回过程中环境最为恶劣的阶段 。飞船在穿越稠密的大气层时 , 会产生巨大的摩擦力 , 这种摩擦力让返回舱外部产生上千度的高温 。此刻航天员坐在返回舱内部 , 从两边的舷窗向外看去 , 窗外一片通红 , 感觉舷窗被烧着了一样 。整个飞船看起来就像一个燃烧着的火球 。飞船返回舱外表涂着灰色的特殊材料 , 它们可以耐住这上千度的高温 , 通过慢慢燃烧掉自己给飞船降温 , 所以 , 航天员在舱内并不会感受到温度的变化 , 所以 , 在这次航天员返回过程中 , 航天员聂海胜几次说“真金不怕火炼” 。
神舟十二号大约下降到约80公里的高度时 , 就会进入黑障区 。由于和大气层的高速剧烈摩擦 , 在返回舱表面会产生等离子体 , 这些等离子体会屏蔽掉所有电子信号 , 出现黑障现象 。这时 , 返回舱与地面暂时失去联系 , 不管是声音、图像、还是遥测信息 , 全部中断 , 航天员与地面人员也会失去联系 。这一段“最难熬的时光”大概要持续4-6分钟 , 一直要到返回舱距离地球约40公里高的地方 , 黑障才会消失 。
第五步:打开降落伞准备落地
王亚男表示 , 在距地面10公里左右的高度 , 返回舱将打开降落伞 , 并抛掉防热大底 , 在开伞之前的速度会降低到200米/秒 。返回舱上的静压高度控制器通过测量大气压力判定高度 , 自动打开伞舱盖 , 首先带出引导伞 , 引导伞再拉出减速伞 。引导伞和减速伞之后后是牵顶伞 。这时速度大概8米/秒 , 然后速度将下降至每秒3.5米左右 。“打开降落伞的瞬间 , 航天员是非常难受的 , 因为开伞瞬间 , 航天员要承受很大的正向过载 , 1200平方米的伞 , 突然被撑开 , 航天员被冲击的力度是很大的 , 肯定很难受 。”在距地面1米左右时启动反推发动机 , 最终使返回舱实现安全着陆 。
在距离地面40公里左右的高度时 , 神舟十二号已经基本脱离“黑障区” , 当它继续减速直到距离地面10公里左右时 , 返回舱上的静压高度控制器通过测量大气压力来判断所处高度 , 并先后打开引导伞、减速伞和主伞 , 以此保证返回舱以较为柔和的方式实现多次减速 , 防止航天员一次受到过大的冲击力 。当飞船即将着陆的瞬间 , 安装在返回舱底部的反推发动机进行反向点火 , 保证返回舱在最后减速至2米每秒以下 。与此同时 , 具有缓冲功能的航天员座椅在着陆前开始自动提升 , 从而使冲击的能量被缓冲吸收 。中国航天科技集团五院神舟十二号载人飞船总体飞控负责人杨海峰将这个瞬间描述为“惊心动魄的关键时刻” 。