返回舱

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神舟5号返回舱

返回舱载人飞船的一个舱段,用于宇航员返回地面。

结构[编辑]

由于飞船的空气动力学要求,返回舱的直径通常小于5米(16 英尺)。大多数飞船都使用烧蚀隔热罩返回地面,使它不可重复使用。飞船的材料采用不同的设计方式,例如阿波罗指令舱的铝制蜂窝结构。铝质很轻,其结构赋予胶囊额外的强度。早期的航天器有一层嵌入合成树脂的玻璃涂层,并处于非常高的温度下。碳纤维、增强塑料和陶瓷是不断改进以更好地用于太空探索的新材料。

着陆过程[编辑]

1.制动飞行阶段
载人飞船返回地球前,首先要在水平方向逆时针转动90°,变为横向飞行状态。然后轨道舱与返回舱以每秒1~2米的相对速度分离,使返回舱和推进舱形成两舱组合状态,同时继续调整姿态,变成推进舱在前、返回舱在后的倒飞状态。之后推进舱点火制动,从原飞行轨道进入返回轨道。最后调整仰角与地球大气层形成一个合适的角度,才能返回地球。

2.自由滑行阶段
载人飞船进入返回轨道后,受地球引力作用,开始呈自由滑行状态。当滑行到距离地面145公里处时,返回舱与推进舱分离。在分离过程中,飞船会因速度过快而使返回舱剧烈抖动,并伴随着缓慢翻滚,在这过程中太空人是十分难受的。另一方面,返回舱要在进入大气层之前调整角度,因为如果角度太小,飞船将从大气层边缘擦过而不能返回;相反如果角度太大,飞船返回速度过快,将像流星一样在大气层中被烧毁,因此要调整角度以减少大气摩擦,

3.再入大气层阶段
为返回过程中环境最为恶劣的阶段,当返回舱距离地面100公里时,空气的密度开始变大,使空气与返回舱产生剧烈的摩擦,从而导致底部温度高达过千度,这时整个返回舱表面会被大火包围,因此返回舱内需有特殊的隔热材料,让太空人不会感受到高温。返回舱下降到距离地面35—80公里时,会进入“黑障区”,因为返回舱接收不到地面发送的无线电信号,地面也接收不到返回舱发送的无线电信号,使返回舱不能实时通信、测量,过程通常占4分钟。

4.软着陆阶段
当返回舱下降到距离地球10公里位置时,会以大约每秒200米的均速下降,之后引导伞、减速伞、主降落伞会依次打开,使返回舱开始减速,到距离地面1米时,反推系统启动,最终将下降速度控制在2米/秒左右安全着陆。为增加着陆的可靠性,返回舱上除装有主降落伞系统外,还装有面积稍小的备份降落伞系统。一旦主降落伞系统出现故障,可在规定高度应急启用,使返回舱安全着陆。 [1][2]

参见[编辑]

参考文献[编辑]

  • Soyuz Landing. NASA. [2013-02-06]. (原始内容存档于2013-08-05).  - Describes Soyuz-TMA descent.
  1. ^ 为什么返回舱着陆,不能发出着落位置,而需要大队人马搜寻?. [2023-02-10]. (原始内容存档于2023-02-10). 
  2. ^ 飛船返回艙是如何返回地面的?. [2023-02-10]. (原始内容存档于2023-02-10).