神舟十三号进入返回准备阶段,需准备什么?又会经历什么?

2021年10月16日,神舟十三号载人飞船搭载着我国三名航天员进入太空,在我国自主研发的空间站内进行为期180天的工作。

2022年3月27日,运送货物的天舟二号货运飞船已经完成了所有任务,与空间站核心舱分离,神州十三号的三名航天员也在进行最后的收尾工作,预计在四月中旬返回地面。

神舟十三号进入返回准备阶段,需准备什么?又会经历什么?

那么神舟十三号在返回阶段要做哪些准备呢?

在准备返回阶段,他们首先要做的是整理物资,航天员在太空中工作生活六个月,就像是我们出差一样,只不过他们的“出差”是飞在太空中,相对来说距离非常远,因此他们所需要的生活物资数量就很庞大。

神舟十三号进入返回准备阶段,需准备什么?又会经历什么?

从进入太空到即将返回的这六个月时间里,天舟二号货运飞船与空间站核心舱总共进行了四次对接,共输送了6.8吨的物资,这些物资除了供给三名航天员的日常生活外,还有部分工作材料以及实验用品等。因此在准备返回时,无论是使用过的物资还是没使用过的,都要分门别类的整理好,以供下一批到来的航天员使用,同时也给他们打造一个全新的工作环境。

空间站就像是一个太空基地,可以称之为是宇宙中的第二家园。我国空间站建成之后已经有六名航天员到访过,未来还会接待更多的航天员,所以每次完成任务离开时,都要把物资整理带走,就像是旅游住民宿一样,干干净净的住进来,走时也要保持干净。

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其次,航天员们要做的就是带走自己的生活垃圾。与地球不一样的是,太空中没有重力作用,一切物体都是漂浮在半空中的,这样就给航天员的生活造成了一定的困难。在天宫课堂中,航天员就给我们展示过他们在太空中吃的食物,都是用密封包装袋包装的,有塑料的也有金属的,根据食物的不同包装袋也不同,这些食物吃完之后都要分门别类的放在特制的垃圾袋里。

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此外还有他们的洗漱用品,因为水在失重环境下会凝结成一个一个的水珠,航天员们无法在太空中通过淋浴来洗漱,因此他们的洗漱用品都是特制的一次性湿纸巾,用完之后要把他们进行封装,与厨余垃圾一起放到天舟二号货运飞船里,等到天舟二号返回地球时,一同在大气层中燃烧销毁。

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最后就是要整理自己的工作资料。空间站是航天员们进行空间科学研究的场所,空间科学不仅能够揭示宇宙的秘密,也能够给人类带来巨大的利益。将地球上普通的种子带到太空中去,在缺氧、失重等环境下,种子的基因会发生变化,通过栽培能够培育出更优良的品种。所以太空实验的工作资料是重中之重,一定要把它们带回地球。

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但是神舟十三号怎么返回地球呢?航天员们会经历什么困难呢?

空间站由一个核心舱,两个实验舱,一个载人飞船和一个货运飞船组成,载人飞船和货运飞船相当于交通工具,一个负责送人,一个负责送货。在返回时,航天员首先要将带走的物品转运到货物仓,然后进入载人飞船进行返回操作。

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一般载人航天飞船返回地球要经历四个阶段,第一个阶段是制动离轨。神州十三号载人飞船是由轨道舱、返回舱和推进舱组成的,要想返回地球首先就要与核心舱分离开来,先调整飞船的姿势,让飞船变成横向状态,然后轨道舱与返回舱分离,之后推进舱点火发动,将返回舱送入返回轨道,这一阶段叫做“制动离轨”。

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第二个阶段就是自由下降。在返回舱成功进入返回轨道之后,推进舱完成它的任务在大气层中被销毁,而由于地球引力的作用,返回舱会呈现一种自由飞行的状态,航天员迎来了回家路上的第一个挑战。在这个阶段返回舱要想成功进入大气层必须先调整好路线角度,角度准确,返回舱就能安全进入大气层,一旦角度不对,那么返回舱就会像推进舱一样,销毁在大气层中。

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第三个阶段是再入阶段。这一阶段指的是返回舱进入稠密的大气层的过程,这个稠密的大气层指的是80-100千米的高度,这一阶段是返回过程中遇到的第二大困难,也是最危险的阶段。在这一过程里,返回舱呈现自由落体的状态,与大气层产生激烈的摩擦,温度能达到几千摄氏度,高温让返回舱被烈火包围,如果没有特殊的隔热材料,返回舱极有可能被烧毁。

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这还不是最危险的,返回舱在下降过程中会经历一个“无线电障碍区”,在这个区域内返回舱是接收不到地面的任何无线电信号的,同样地面也监测不到返回舱的信号,这是一个“失联”的过程。只有当返回舱安全下降到一定高度后,无线电信号恢复,这时返回舱再实施升力控制,让舱内的压力降到人能承受的范围之内,对准预定的着陆场,进行着陆准备。

神舟十三号进入返回准备阶段,需准备什么?又会经历什么?

最后一个阶段就是着陆段。在预备着陆的过程中,返回舱会打开配备的降落伞,以200米每秒的匀速度下降,并始终保持舱内的压力平衡,在快接近地面时,启动发动机,返回舱将实现软着陆。为了以防万一,返回舱不只有一个降落伞,还有个备份,在主降落伞出现问题时,备用降落伞立马弹出,保证返回舱的安全着陆。

神舟十三号进入返回准备阶段,需准备什么?又会经历什么?

神州十三号载人飞船返回地面是一个艰难的过程,除了飞船本身的因素外,还受天气因素的影响,最主要的就是风速,风速过大返回舱可能会飘出指定的区域,严重的还会让返回舱来回翻滚,威胁航天员的安全。

神舟十三号进入返回准备阶段,需准备什么?又会经历什么?

航天员完成任务返回地球后,要进行一段时间的隔离,因为宇宙中布满了带辐射的射线,对人的身体会产生一定程度的影响,而且长时间的失重环境会导致肌肉的萎缩,在到达地面后要有一个适应的过程,需要先乘坐轮椅,等身体能适应有重力的环境才能起身行走,可见航天员们有多不容易。

神州十三号载人飞船在四月份就要返回地球了,在这里预祝三名航天员平安返回。

参考资料:小米 《神舟十三号航天员有序开展在轨工作》 知网 2121.12.08

李建阳 张常龙 邢伟 《新一代载人飞船返回舱着陆缓冲过程仿真研究》 知网 2021.4.15

作者:小阿部 审核:sherry 校稿编辑:李子

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