神舟十二号返航惊险时刻:黑障屏蔽飞船信号,舱外温度高达2000度

神舟飞船的前段是轨道舱,中段是返回舱,后面是推进舱。首先,轨道舱和返回舱进行分离,神舟十二号飞船降到返回轨道。随后发动机开机,飞船将从393公里高度逐步下降,在进入大气层之前,飞船要完成推进舱分离。

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神舟十二号返回舱的外形像一个上窄下宽的“大钟”,通过发动机的姿态调整,以大底朝前的姿态升力式返回的方式返回地球, 返回舱要建立正确的再入姿态角(速度方向与当地水平面的夹角)。这个角度必须地控制在一定范围内,如果角度太小,飞船将从大气层边缘擦过而不能返回;如果角度太大,飞船返回速度过快,就会像流星-样在大气层中烧毁。

飞船返回舱进入稠密大气层后,是返回过程中环境最为恶劣的阶段。空气密度越来越大,返回舱与空气剧烈摩擦,使其底部温度高达数千摄氏度,返回舱周围被火焰所包围,因此,对返回舱要采取特殊的防热措施。

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,速 度将下降至每秒3.5 米左右。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。

在进入大气层后,可以说是最惊险的时刻,在进入大气层时, 由于返回舱对大气的高速摩擦和对周围气体的压缩,使速度急剧下降,同时巨大的动能转换成热能。这些热能除辐射掉一部分之外,其中的一部分将使返回舱表面温度上升到2000多度,返回舱外壁会被熊熊烈火包围,使整个飞船像火球一样划过天空。

这也是飞船返回舱返回技术难点之一,就是飞船的降温,必须给飞船穿上一件“隔热 衣”。不然整个返回舱将会像陨石一样被烧为灰烬。

飞船返回舱的降温主要通过三种方法:一是吸热式防热,在返回舱的某些部位,采用导热性能好、熔点高和热容量大的金属吸热材料来吸收大量的气动热量;二是辐射式防热,用具有辐射性能的钛合金及陶瓷等复合材料,将热量辐射散发出去;三是烧蚀防热,利用高分子材料在高温加热时表面部分材料融化、蒸发、升华或分解汽化带走大量热量的方法散热。

神州十二号返回舱则采用的是烧蚀防热的方式,在返回舱外部特别是温度的底部包覆了一层称为“烧蚀材料”的厚厚防热层。这种材料引火烧身,能够通过燃烧自己,耗散大量的热能,从而保护飞船。飞船返回舱着陆后看起来像个烧黑的大铁锅,这就是烧蚀防热形成的结果。因此烧蚀材料,要求汽化热大,热容量大,绝热性好,向外界辐射热量的本领强。科学家通过对数十种烧蚀材料的反复筛选和试验,最终为神舟飞船选择了一种先进的低密度烧蚀材料。这种材料不但能耐受几千度的高温,而且密度小于1克/厘米3,质量非常轻。

除此之外,在降落过程中,由于气动加热,贴近返回舱表面的气体分子被分解和电离,形成一个等离子层。由于等离子体具有吸收和反射电磁波的能力,因此包裹返回舱的等离子体层,实际是一个等离子电磁波屏蔽层。所以当返回舱进入被等离子体包裹状态时,舱外的电信号进不到舱内,舱内的电信号也传不到舱外,一时间,舱内外失去了联系,这就是黑障现象。

在这个过程中,地面无法通过任何遥控方式对飞船进行控制,依靠飞行器对状态进行全自动处理。

黑障的范围取决于再入体的外形、材料、再入速度,以及发射信号的频率和功率等。黑障给载人飞船再入返回时的实时通信和再入测量造成困难,目前尚无很好的解决办法。

而一道难关就是降落了,尽管舱体距离地面10公里左右时,飞船的速度已经降到每秒330米以下,这时返回舱上的静压高度通过测量大气压力自动判定所处高度并开伞减速,将返回舱速度逐步降到每秒7米左右。返回舱仍具有很高的速度和较大的动能,这种速度下产生的“硬碰硬”撞击,极有可能会对航天员的脊柱造成损伤。

为此,返回舱会在距离地面1米时悬空急停,安装在返回舱底部的4台着陆反推发动机自动点火,并以极强的缓冲力助其实施“软着陆”。虽然反推发动机个头不大,但 点火时能产生3吨向上的推力。返回舱着陆时,4只生12吨向上的推力,抵消了大部分返回舱的动能,从而达到减速目的。

同时通过返回舱底部的由吸能外壳、减振材料和座椅缓冲机构组成的减振系统进一步吸收能量,从而保证航天员安全着陆。

为了保证航天员和返回舱内设备的安全,4台着陆反推发动机必须在10毫秒内同时点火。除此之外, 作为神舟飞船上工作的发动机,着陆反推发动机在点火前,还要经历发射震动、太空高低温环境、长时间真空条件等多种考验,为了保证发动机的自身素质,需要研制团队对其进行反复的试验和模拟验证。

可以说,神舟十二号的返回之路充满惊险,它能够表现如何完美,离不开幕后团队的保驾护航,,也让我们向所有航天工作者致敬。

神舟十二号乘组3名航天员成功返回地球

在昨日9月16日8时56分,神舟十二号载人飞船与我国空间站天和核心舱成功实施分离,今日在航天飞行控制中心通过地面测控站发出返回指令,神舟十二号载人飞船轨道舱与返回舱、推进舱与返回舱成功分离。

神舟十二号载人飞船与空间站组合体分离前,3名航天员与地面控制中心科研人员相互密切配合,收拾打包将要带回到地球的物品,同时还要整理回收在轨产生的实验数据,即将离开空间站实验室之前,在这三几个月来产生了大量的生活也将一起打包带回地球,同时还需要对空间站进行状态设置,为后续下一批次航天员创造舒适的环境。

接下来3名航天员进入到飞船返回舱中,在昨日返回舱成功完成绕飞及径向交会试验,后续将为接下来的神舟十三号任务做准备,完成这些动作后,在地面指令的控制下返回舱与空间站进行分离并撤到停泊点,此次神舟十二号在轨运行期间任务,航天员在空间站组合体中顺利且完美完成了航天员长期空间站驻留任务,3个月在轨生活、工作、科研实验,实实在在检验了我国空间站最初设计的正确性可靠性,此次任务也更加深一步加强航天员生活、工作、 健康 的保障能力、相关技术的掌握,此次神舟十二号乘组组织实施了两次出舱活动,在机械臂支持下,开展了我国空间站舱外有关设备组装、抬升等作业。

返回舱在地面控制中心的控制下,飞船开始进行绕地球一圈的飞行,地面控制人员必须连续对其进行遥控完成精准变轨,以确保返回时能顺利踏上安全的预定轨道,随后飞船将进入大气再入阶段,这个阶段也是飞船飞行过程中环境最为严酷的阶段,因为返回舱高度越来越低、且降落速度也非常快,同时地球大气越来越稠密,返回舱会与空气产生强烈摩擦,返回舱周围被火焰所包围,飞船底部温度高达数千度。

经过一段时间的降落后,返回舱将要打开降落伞进行着陆,可不要小看这把降落伞,这把伞拥有1200m,降落伞随着返回舱在距离地面10公里左右,回收着陆系统开始工作,伞、减速伞以及主伞便按展开,随后返回舱的防热大底将被抛掉,此次返回舱的速度缓缓下降,返回舱在距离地面约1米左右,底部反推发动机开始工作可进一步降低速度,使返回舱实现软着陆。

在9月17日13时30分左右,我国神舟十二号载人飞船返回舱反推发动机成功点火后,返回舱安全降落在东风着陆场预定区域,该次任务也是神舟飞船首次在东风着陆场着陆,该次回收着陆任务相比此前回收任务更加精准、快速,在返回舱成功降落地面后,五架直升机、搜救人员、医疗保障人员等相关人员逐步到达预定位置,展开一系列工作。

神舟十二号航天员乘组,在空间站组合体工作生活了90天,这项记录刷新了我国航天员单次飞行任务太空驻留时间的纪录,后续我国的神舟十三号任务将要更加严峻,在轨驻留时间将超过半年时间,让我们一起为我们3名航天英雄凯旋回来加油祝贺。

神十二返回直播吗

神十二返回直播。

神舟十二返回直播时间已经于2021年9月17日上午九点开启,像在百度直接搜索“神舟十二号返回直播”,页面的下端会出现空间站,然后就可以看到直播中,不仅可以看到专业人士的讲解,还可以看到东风着陆场搜救人员已经准备好。

4直播:将于12:30-15:00直播神舟十二号载人飞船返回,按照惯例,上央视也会有直播。

神舟十二发射相关内容:

2021年4月,神舟十二号载人航天飞行任务船箭分批安全运抵酒泉卫星发射中心 。6月,根据规划神舟十二号载人飞行任务,3名航天员将成为 “天和”核心舱的首批“入住人员”,并在轨驻留3个月,开展舱外维修维护、设备更换、科学应用载荷等一系列作。

6月15日,神舟十二号载人飞行任务标识正式发布 。时间2021年6月17日9时22分,搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射。

此后,神舟十二号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空,飞行乘组状态良好,发射取得成功。

神舟十二号航天员首次出舱全过程?

步:出舱

7月4日7时30分左右,飞行控制中心大屏幕上,刘伯明、汤洪波身着舱外航天服出现在舱。轨道舱舱门、舱前舱门、舱与小柱段之间的双向承压舱门都已关闭,两人现已被舱“包裹”起来。此刻,聂海胜正“坐”在大柱段的计算机前,时刻关注着两人的状态,并不时发出作指令。

出舱准备工作继续,给舱泄压、航天员吸氧排氮、开展通信测试……这套流程与神舟七号载人飞船航天员出舱时相似,却又有所不同。“此次应用了气体复用技术,通过舱间抽气泵将舱的空气抽到大舱,空气复用率较高。”航天科技五院空间站系统总体副主任设计师汤溢介绍。

8时11分,舱内气压接近真空状态,刘伯明打开舱上方的出舱口舱门,次亲眼见证舱外环境,不禁脱口而出:“外面是黑的。”

在两人配合给舱门装上保护罩后,刘伯明一个跃身来到了浩瀚宇宙。舱高清、航天服以及舱外全景全程拍下了这一过程。

“哇,这外面太漂亮啦!”刘伯明惊叹道。

在此之前,空间机械臂已经来到了出舱口,进入整臂待机制动状态。就像我们熟知的云台车一样,它将是航天员在舱外的移动工具和临时工作站。

第二步:在机械臂上“搭积木”

刘伯明出舱门后,汤洪波并没有紧随其后。接下来一段时间,他们要以一上一下的姿态,打好场配合战——在空间机械臂上安装脚限位器和作台。就像地面建筑施工队似的,汤洪波负责“搬砖”,刘伯明负责“搭建”。

一场太空“搭积木”正式上演。

刘伯明接过汤洪波从舱内递上来的脚限位器,将其安装在空间机械臂的一端。这是底座,也是用来固定航天员双脚的,航天员“站”在上面可以随机械臂“爬行”而移动。舱内,汤洪波正在对作台组件进行初步安装,随后用带挂钩的绳传递给刘伯明,由刘伯明安装在脚限位器一侧。这就是舱外工作用的作台。在刘伯明的腰间,还有一个工作台,这是他在舱内就已经戴好了的。

“没有看到满天繁星吗?”9点30分左右,作台安装完成,聂海胜忍不住问。

10点20分左右,刘伯明上机械臂,机械臂移动到接设备点。传递上来的是此次舱外工作要用的把手、抬高支架和一些专用工具递上来,刘伯明把它们一一挂在作台上。有了它们,航天员将展开第二项舱外工作内容。

两人配合默契,一环扣着一环,项舱外工作顺利完成。

第三步:给装个“杆”

“天和”内,聂海胜“坐”在计算机旁,细心作、准确指挥;机械臂缓缓移动,刘伯明“站”在脚限位器上,他继续移动,准备开展第二项工作。

汤洪波就没那么轻松了。11时左右,他跃身出舱,开始借助舱表扶手,用手“爬行”。每走一步,他都要把身上安全绳的另一端挂在扶手上,防止飘走。他速度很快,率先达到目的地——大、小柱段之间偏右的位置。

他们的第二项工作是将安装在此处的一个全景进行抬高。“通俗地讲就是给全景安装一个‘杆’,使其在原来的位置上抬高一段,具备更佳的视场。”航天科技八院全景主任设计师徐起形象地描述。

汤洪波到达目的地后,徒手拔掉全景的电缆插头。很快,刘伯明也到了,在汤洪波的配合下,他拿出通用电动松不脱螺钉拆装工具,给全景装上把手、卸掉安装脚,小心翼翼把它取下来。据悉,研制人员为全景设计了一款舱外专用把手,既可在拆装全景时保护4个镜头,又可以方便航天员携带全景。

随后,刘伯明将一个圆柱形加长支架装在原来的位置,装、插电缆插头、拆把手。每一步作,刘伯明都小心翼翼。这样的动作,他在水下预演了很多次,早已将要领熟记于心,但真在太空中作,还是相当困难。

“安装好,辛苦啦,你们!”聂海胜说。随着全景开始工作,透过它的镜头可以看到,在白云的衬托下,蓝色的地球像海洋一样,非常漂亮。

紧张有序,第二项舱外工作也顺利完成。

第四步:应急返回演练+组装舱外工具箱

太空环境异常复杂,科研人员把航天员生命安全放在首位,设计了多种安全保障措施,例如各类相机或实时监视等。尽管如此,逃生技能也是一堂必修课。为此,第三项舱外工作就是应急返回演练,主角是汤洪波。

在这项工作中,汤洪波要徒手爬到“天和”核心舱最远处。接到撤离指令后,他时间折回,以最快速度返回舱口,并直接进入舱。

“舱外活动非常考验航天员的臂力,人在失重环境下很难控制自己,轻轻移动就出去了,可要想停下来就得花很大力气。”汤溢说,这种应急返回场景,航天员在地面时就曾多次在水中演练,为的是必要时刻为自己赢得一线生机。

“03感谢所有科技工作者,祝航天事业越来越好。”汤洪波快速爬到出舱口时,没有再等自己的队友,说完这句话就迅速进入舱。

刘伯明随着机械臂的移动,也很快来到舱口。他把工具一一取下来递给汤洪波,把作台和脚限位器卸下来,并在汤洪波的配合下,完成舱外工具箱和脚限位器的安装。

“感谢所有参研参试的科研人员,感谢全国的大力支持,后续我们还会出舱,还会飞得更高,空间站还会越建越大。”刘伯明对着镜头挥手致意。

15时左右,刘伯明进入舱后,关舱门、复压、脱舱外航天服,打开舱前往大小柱段、神舟十二号飞船的3道舱门。

一系列收尾工作后,来自核心舱空调的风进来,神舟十二号飞船又能“呼吸”了。身处地面的神舟十二号飞船总体副主任设计师高旭终于松了一口气。“这几个小时,我们一直紧张地关注着神舟飞船内的温度变化,舱门关闭后,没有了核心舱带来的空调环境,飞船存在结冻风险,很可能损害科学载荷。”高旭说。

首次出舱活动很。

神舟十二号航天员首次出舱意义重大:

这是继2008年神舟七号载人飞行任务后,航天员再次实施的空间出舱活动,也是空间站阶段航天员的首次空间出舱活动。

此次出舱活动,天地间大力协同、舱内外密切配合,完成了舱外活动相关设备组装、全景相机抬升等任务,首次检验了我国新一代舱外航天服的功能性能,首次检验了航天员与机械臂协同工作的能力及出舱活动相关支持设备的可靠性与安全性,为空间站后续出舱活动的顺利实施奠定了重要基础。

以上内容参考

神十二航天员返回地球总共分几步?

神州十二号顺利完成了空间站撤离、绕飞和径向交会试验,意味着航天员们已经完成了返回的前两步,回家的脚步更近了。而神舟十二号航天员重返地球,总共需要六步:

①离“站”上“船”,撤离空间站组合体。

②绕飞之后执行首次“径向交会”试验。

③等待返航,与地球同步作息。

④进入大气层前完成“两舱”分离。

⑤进入大气层,经历高温震动恶劣环境考验。

⑥打开降落伞,稳稳落地。

返回过程复杂,任何环节都不能出错。首先,飞船与大气剧烈摩擦产生极大热量,因此飞船具有气动外形,下面有一个防热大底,承受上千度的高温,防止热量传到航天器内部,这是返回过程中影响飞船安全性的关键问题。

第二,降落伞必须能够正常工作,这也是神舟飞船设计了主、备两套伞的原因;此外,还有座椅抬升缓冲、维持舱内气压等一系列作,共同保证航天员安全着陆。

这次“神舟十二号”飞船返回难度比以往大:

一是因为在“神舟十二号”之前,载人飞船都从固定的轨道返回地球,但此次为了节省空间站推进剂的消耗,将不为了飞船返回而调整空间站的轨道,所以飞船再入点并不固定。

二是因为“神舟十二号”不再是在过去常用的四子王旗主着陆场着陆,而是在东风着陆场着陆。由于该着陆场位于沙漠和戈壁上,也有山地等高凸或坑洼的地形,所以搜索救援难度比以往更高。

神舟十二号飞船是如何返回地面的?

盼星星盼月亮,终于把太空三人组盼回来了,想必很多人都会好奇这次神舟十二号飞船是怎么返回地面的,那么下面是小编对神舟十二号返回地面过程的整理。

9月16日上午8时56分,神舟十二号载人飞船与天和核心舱成功分离。

与天和核心舱分离后,神舟十二号载人飞船与空间站组合体进行了绕飞及径向交会试验,成功验证了径向交会技术,为后续载人飞行任务奠定了重要技术基础。这次交会试验,目的就是为了在神舟十二号返回地球前,验证“径向交会”的关键技术,因为未来将要发射的神舟十三号飞船就将与核心舱径向对接口实现交会对接。这个过程耗时四个半小时。

随后,神舟十二号载人飞船按再入返回,航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波启程回到祖国怀抱。神舟十二号大约还需要围绕地球飞十几圈,以降低神舟十二号载人飞船的轨道。所以,神舟十二号载人飞船返回地球约需要20~30个小时。

神舟十二号载人飞船在与天和核心舱分离后返回地面,需要经历四个阶段:制动飞行阶段、自由滑行阶段、再入大气层阶段、着陆阶段。

神舟十二号载人飞船自动飞行阶段。

当飞船在运行一圈时,地面测控指挥中心向飞船发送返回指令,神舟十二号载人飞船调整飞行姿态,按程序发动机点火制动,进行离轨作任务,进入飞船返回轨道。

神舟十二号载人飞船自由滑行阶段。

这时飞船是保持无动力的飞行状态,当飞船飞行高度降至约140公里时,飞船推进舱与返回舱分离。推进舱外大气层时烧毁,飞船返回舱继续飞行下降。

神舟十二号载人飞船返回舱再入大气层阶段。

此时,返回舱高度约100公里,飞船表面和周围空气摩擦产生高温,屏蔽电磁波,使飞船在约四分钟的时间与地面失去联系,即通常所说的“黑障”现象。返回舱距离地球约40公里时,“黑障”消失,返回舱恢复与地面通信联系,继续下降高度。

神舟十二号载人飞船返回舱着陆阶段。

当返回舱降至约10公里时,即进入着陆阶段。着陆系统开始工作,连续完成伞、减速伞、主伞的动作,飞船开始伞降。在离地面约1米时,4台反推火箭发动机点火,使飞船返回舱以1米-2米/秒的速度实现软着陆。 此次神舟十二号载人飞船首次将在东风着陆场降落。

而且此次还有航天科工系列高质量航天产品护航神舟十二号航天员乘组平安“回家”。

热控“管家”,保障再入温度调节

返回舱再入大气层时要经历环境温度的剧烈变化,需要专用的热控系统来为内部设备控温。航天科工河南航天695厂为飞船热控分系统提供的温控阀、自锁阀、自控阀、过滤器、加排服务阀、快速断接器等多种类产品,负责控制热控分系统介质流量、通断,维持系统介质清洁,保障整个系统可以按照要求准确调节温度,确保在剧烈温下舱内的各部件、仪器设备处于合适的温度,堪称是为热控系统做保障的关键“管家”。

雷达“接力”,助力铺就回家坦途

此次任务中,航天科工二院23所无源定位雷达系统承担了返回跟踪测量任务,一系列返回数据的获得,对顺利返回起到至关重要的作用。该雷达承担返回器跟踪测量任务的“一棒”。它在航天器降落伞开伞之后发挥作用,不受天气影响,可将着陆时的探测精度从“公里级”提升到“百米级”,大大提升搜救效率。

智慧“刹车”,带来舒适着陆体验

在返回的阶段,航天科工三院35所研制的“刹车指令员”——γ高度计,位于神舟十二号返回舱底部,γ射线的探测体制赋予它穿透地表植被的能力,可测量返回舱底部距离地表的高度。当返回舱距离地面一定高度时,它给出预指令信号,舱内指示灯亮起,航天员将做好着陆准备;之后,根据实时速度在合适高度发出点火指令,控制反推发动机点火“刹车”,限度发挥反推发动机的缓冲性能,让航天员安全着陆。

有了它们还有宇航员的坚持以及背后的科研人员的帮助,神舟十二号精准落地,欢迎回家!