只差130米!神舟十三号返回预测为何如此精确?
2022-04-24 15:48:17  出处:快科技 作者:上方文Q 编辑:上方文Q     评论(0)点击可以复制本篇文章的标题和链接

北京时间2022年4月16日09时56分,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,三名航天员落地后表示“感觉良好”。

载人航天,人命关天。神舟十三号返回地球可以说是过程复杂、惊心动魄,要依次经过轨返分离、推返分离、再入、过黑障区、开降落伞、开着陆缓冲发动机等关键飞行事件及环节,返回过程还要经过严酷的空间环境和轨道条件的考验。

值得一提的是,神舟十三号这次的返回预测相当精确,实际落点和预报落点只差了区区130米,可以说是在万里之外打了个十环。

为何如此精准?4月24日的中国空间站等你来出差航天思政课上,北京航天飞行控制中心空间站任务副总师李大琪也被问到了这个问题。

只差130米!神舟十三号返回预测为何如此精确?

【精度控制稳操胜券】

据介绍,神舟飞船返回主要靠制动,制动控制量需要精确计算,计算时要充分考虑开伞以后高空风对返回舱运动的影响,制动后要根据测量数据,择机对预报落点进行修订,从而逐渐逼近最终落点。

同时,技术人员还为神舟十三号飞船配备了一套“着陆轻功”。

首先是返回轨道维持,调整飞船的轨道平面,使飞船星下点轨迹经过返回瞄准点;

随后是返回制动,通过制动的速度增量和发动机开机时刻,确保再入角和返回航程,为精准着陆提供保障;

最后是返回舱升力控制,进入大气层后,返回舱通过一系列姿态机动,巧妙利用空气动力产生的升力,进行航向和横向运动的控制,精准调整预定的着落点,最终精准着陆。

【温度控制“火候适中”】

返回舱进入大气层后,将与空气发生剧烈摩擦,舱体表面局部温度可达上千摄氏度。

为了确保舱内温度依然舒适,飞船控温的主要手段就是依靠防热结构对舱内进行保护。

为此,科研人员在舱体表面设计了防热涂层,敷设有一层烧蚀材料,当温度达到一定程度时烧蚀材料升华脱落,带走大量热量。

此外,返回前会实施“热控预冷”,提前将返回舱温度降低少许,使返回舱再入前温度有一个较低的基准。

【速度控制恰到好处】

神舟飞船在轨道上运行的速度大约为7.8千米/秒,接近第一宇宙速度。

在如此快的速度下,要确保航天员的安全,就必须对返回地球时的最终着陆速度进行控制。

为实现这一目标,技术人员在飞船研制阶段开展大量试验验证和数据判读,保证飞船在着陆过程中逐步降低速度,那就是返回前由推进舱轨控发动机实施制动,降低轨道能量和轨道高度,确保飞船顺利再入大气层;

返回舱具有特定气动外形,进入大气层后依靠空气动力产生的阻力和升力减速;

返回舱运动至距地面附近时打开降落伞,进一步降低速度;

着陆瞬间开启返回舱底部的着陆缓冲发动机,最终将落地速度降低到航天员可适应的范围内。

只差130米!神舟十三号返回预测为何如此精确?

另外,为了进一步提高返回任务执行效率,缩短地面飞控实施时间,提高航天员返回舒适度,神舟十三号还首次实施了快速返回。

通过对飞行任务事件进行合理裁剪和调整、压缩操作时间,将返回所需时间由以往的11个飞行圈次压缩至5个飞行圈次。

只差130米!神舟十三号返回预测为何如此精确?

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