太空出差三人组安全返回地球,背后离不开这些硬核“助手”

2022-04-16 14:25:58 来源:第一财经

打印 放大 缩小

至此中国空间站关键技术验证阶段任务完成,即将转入在轨组装建造阶段。

在圆满完成各项试验任务之后,太空出差三人组航天员翟志刚、王亚平和叶光富结束了太空生活,安全返回地球。

4月16日10时许,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,航天员翟志刚、王亚平、叶光富平安返回、感觉良好。飞行乘组在空间站组合体工作生活了183天,创下了中国航天员连续在轨飞行时长新纪录,至此中国空间站关键技术验证阶段任务完成,即将转入在轨组装建造阶段。

从半年前出差太空到如今神十三返回舱成功着陆,有哪些硬核“助手”护航航天员乘组平安“回家”?

着陆反推发动机毫秒必争

着陆反推发动机是神舟十三号飞船上的重要设备,是决定航天员能否安全回家的最后一棒,也决定着飞行任务的最终成败。着陆反推发动机能否成功点火,能否正常工作,关系到返回舱中的航天员能否安全回家。

中国航天科技集团八院(下称“八院”)动力所从1994年以来就致力于反推发动机的研究。“这是我们的发动机在轨时间最长的一次,我们必须确保发动机的高可靠性和高安全性,从而保证飞船返回舱走稳归航路。”谈起与前几次任务的不同时,所项目指挥孙福合对第一财经表示,从神舟十二号的33天到神舟十三号的183天,超长时间的太空待机将给发动机带来极大的挑战。

因为太空环境复杂,着陆反推发动机随返回舱升空后将经历长时间太空绕行、下降返回等多次复杂的环境考验,对发动机的环境适应性要求极高。

“虽然我们有着研制着陆反推发动机的深厚基础,对相关的结构也都再熟悉不过了。但我们还是给发动机罗列了所有可能会遇到的环境条件,并为其策划了全面的考核试验,以此来确保发动机在运输、装卸、贮存、使用过程中的结构完整性和可靠性。”孙福合说。“针对外太空复杂严酷的环境条件,我们必须要考虑得再深入一点,验证得再充分一点,这样我们的航天员就能更多一分安全。”发动机副主任设计师何鹏说道。

此外,返回舱的着陆过程对于航天员来说也是个不小的挑战。在经历灼烧、黑障、开伞减速等程序后,返回舱仍然有近每秒9米的速度。而此时航天员是背部朝下面朝天坐在返回舱里,如此高的着陆速度将损伤航天员的颈椎。为了确保他们的安全,必须进一步降低冲击。而这一关键的“刹车”过程就将由4台反推着陆发动机完成。

返回舱的这脚“刹车”踩早了不行,踩晚了也不行,只有时机和时长分秒不差,才能确保返回舱体平稳、安全落地。为此,动力所的设计人员设计了一套精彩的“刹车”动作:在返回舱距离地面1米时,4台反推着陆发动机必须在10毫秒内同时点火,大量燃气的积聚将在燃烧室内形成高压,最终从尾部的喷口中喷出,以反推力来减缓降落速度。

这四台发动机的个头和重量虽然都不大,每台都能在瞬间产生大约3吨的巨大推力,4台一起工作,就有十多吨的推力。这股巨大的反推力有效地抑制了返回舱的下坠势头,大大降低了飞船的下降速度,减轻了航天员着陆过程中受到的过载冲击,提高了返回舱降落过程中最后一个环节的安全性。

“超长待机”的电源分系统

自2021年10月16日发射,神舟十三号已成功运行近6个月,是在轨时间最长的载人飞船。

八院811所研制的电源分系统,为这艘在轨时间最长、返回时间最快、在轨并网供电次数最多的神舟飞船正常运行、安全返回提供保障。

为了确保飞船安全返回,一个多月前,神舟十三号电源分系统顺利通过了一场返回前的 “模拟大考”。

811所神舟飞船电源分系统主任设计师钟丹华介绍,电源分系统配合总体对神舟十三号上所有的设备进行加电,对这些设备一一进行开机巡检,“因为在与空间站成功对接后,飞船上许多设备进入关机状态。在轨运行期间,电源分系统仅需提供1/2到1/3的额定能量。开机巡检,是对电源分系统在额定负载下的供电能力的考核。”

同时,配合总体开展飞船的能量平衡分析,进行故障预案的推演和发电能力的评估。结果显示,神舟十三号在轨运行期间,电源分系统整个供电状态非常好,“虽然已经在轨工作近6个月,太阳电池翼的发电能力和飞船入轨初期基本没变化”,钟丹华说道。

在轨期间,神舟十三号与空间站成功开展了6次并网供电,验证了空间站的智能用电模式。

钟丹华介绍,“神舟十三号在轨的六个月,经历了空间站组合体对地飞行、惯性飞行,以及天舟二号转位试验等复杂遮挡情况。6次并网供电最短2天,最长5天,确保飞船正常运行的同时,考核了电源分系统适应全遮挡工作的能力,也验证了空间站核心舱的径向口最大提供载人飞船1400瓦供电能力的设计指标。”

据介绍,神舟十三号飞船首次采用5圈快速返回的方案,分离到落地仅需10小时。从6.5小时的快速对接,到10小时的快速返回,航天员的乘坐舒适度更高了。

钟丹华表示,由于此次是首次在径向复杂遮挡条件下,开展组合体分离等返回动作,电源的重点工作是保证在任何角度和工况下,飞船能够安全地实施分离,顺利进入自主飞行状态。“电源分系统需要根据太阳入射角和遮挡情况,制定飞船实施分离期间的供电保障方案。从目前预计的返回时间来看,太阳入射角比较理想,可以说是一个比较柔和的返回过程。”

由于近期本土疫情限制了人员流动,为确保神舟十三号在返回期间,电源分系统地面监控工作的可靠执行,811所研制人员制定了“三地联动”飞控策略。

“北京、酒泉、上海,三地同步神舟十三号返回电源分系统地面监控工作。其中最挑战的在酒泉。从进入酒泉基地,到神舟十三号返回,中间仅有一天的时间。我们需要在这段时间内,启动各种设备、打通与北京的通讯链路,这是一场与时间的赛跑,确保特殊时期,保障航天员成功返回。” 钟丹华说。

关键词: 太空出差三人组安全返回地球,背后离不开这些硬核助手

责任编辑:ERM523

精彩推送

京东上海昨日履约订单量已到疫情前的43% 预计下周将恢复80%左右 京东下单发货延期?下周起上海订单履约率总体将达80%左右
太空出差三人组安全返回地球,背后离不开这些硬核“助手” 多家上市公司回应疫情影响:存在阶段性负面因素,物流不确定性影响最大
悲壮!刷爆了:京东“自杀式”物流支援,3000人大军开赴上海!网友:东子这朋友能处,有事儿他真上啊! 禽流感、俄乌冲突导致鸡蛋供应紧张,全球鸡蛋价格大幅上涨
邮储银行董事长张金良拟接棒建设银行行长,已赴任该行党委副书记 拿回奶茶运营权,77岁娃哈哈掌门人宗庆后,要真正进行“第三次创业”?
武汉邮局海关查获促排卵针剂480盒 上海电商非涉疫大仓开业率95.5%,下一步继续提高运力
推特公司通过“毒丸计划”应对马斯克收购意图 在管面积少,依赖迪马股份,通过聆讯的东原仁知没赶上好时机
高瓴告别神话:押注互联网出行、教育失败 实验室全员待命、数据上报“秒回”,核酸检测员开启高倍速工作模式 | 上海战疫
摇滚教父崔健“根本没变”,演唱会行业却正在改变 中国生物两款奥密克戎灭活疫苗获香港临床批件,开展加强针研究
中国生物两款奥密克戎灭活疫苗获得香港临床批件 山西省出台系列政策支持粮食生产
又一烟草业大佬被查!劲嘉股份“遮掩”半月后披露,近4万股东惨遭“闷杀” 全球首个!中国生物北京和武汉生物制品研究所两款奥密克戎灭活疫苗获得香港临床批件
“HPV单针疫苗有效”引发概念股大跌,这三家公司究竟会受到多大影响? 全球首个!中国生物两款奥密克戎灭活疫苗获得香港临床批件
加速产能扩张,比亚迪宣布开建年内第五个电池项目 科技日报刊文:世卫组织建议HPV疫苗只用打一针,可行吗?
长三角铁路:重大项目有序推进 发挥优势抗疫保供 亏损超130亿元,温氏股份:面对前所未有的经营压力!
五大险企一季度保费收入破万亿元,高价值率增额寿险成行业“新宠” 国家发展改革委:一季度交通基础设施有效投资扩大
取消所有快递、团购?上海全市彻底静默一周?官方辟谣 两部门:不得直播未经主管部门批准的网络游戏,严禁违法失德人员利用直播发声出镜!
一季度全社会用电量同比增长5% 解放军军机15日两度进入台“空域” 巡航途中有美军机经过
中国太保:对承租房产的小微企业和个体工商户免除2022年部分租金 最新通报!上海新增3590+19923例 云南“56+54”-更新中
西安实行临时管控:全市小区、单位人员非必要不外出 早预防!别让“老糊涂”成“脑”糊涂
今年已审批核准固定资产投资项目总投资5200亿元 制造业投资快速恢复成为稳增长重要支撑 经济日报携手京东发布数据——家电消费迈向高端化品质化
联合国粮农组织发布数据显示:世界粮价升至历史最高水平 工厂停产零部件断供 疫情冲击汽车产业链危机重重
成品油价迎来今年首次下调 加满一箱油将少花21.5元 医美行业九类违法行为将被重点查处
成品油价迎来今年首次下调 守住食品安全生命线
3月份70城商品住宅销售价格 环比下降城市个数减少 房地产市场筑底回升态势明确 山西韵达物流园疫情,会影响我们的快递吗?
“耳朵经济”现状:持续亏损前路在何方 知乎回港IPO 双重上市的考量
版号重启 游戏行业迎来“第二春”? 经营贷拿来当买房首付?监管、银行出手!一旦发现,立即返还贷款!
北京:近千间保障性租赁住房面向2022年应届毕业生配租 激光雷达量产难 业内预计2024年才会大规模上车
斥资近40亿美元!宁德时代携手印尼国企投建动力电池产业链 三部门:即日起开展为期两个月的“清朗·整治网络直播、短视频领域乱象”专项行动
王思聪与以岭药业这场口水战,孰真孰假? 吉林:出台粮食生产支持政策 各地加快备春耕
上海机场去年净亏扩大至17亿元,免税店租金收入同比降6成 大运河江苏宿迁段:强酸坑塘距河岸200米,两次“挂号”督办仍未整改到位
@所有人,来自太空的半年工作成绩单请查收 小红书宣布将显示账号IP属地,测试阶段不支持手动开启或关闭
三部门:自即日起开展为期两个月的“清朗·整治网络直播、短视频领域乱象”专项行动 网信办:从严治理偷逃税问题
中央网信办等三部门开展“清朗·整治网络直播、短视频领域乱象”专项行动 字节跳动开始年内期权回购,价格为每股142美元,或只涉及在职员工
囤冷柜?短期冰箱冷柜热销未令厂家大量增产 “港澳药械通”落地一周年 首个试点机构已引进多种临床急需进口药械
脑瘤患儿急等救命奶粉,电商平台找到上海最后一罐连夜送来 湖北宜昌:首套房首付比例最低20%,新房取消2年限售
去年拦截电信诈骗资金超3000亿!个人账户风险管控趋严,虚拟币炒作、跨境资金流动将成监控重点 从风头无两到无人问津,昔日青岛第一高楼停工4年后再遭流拍
疫情下的上海房地产:物流地产一仓难求,美团京东临时扩仓 多家车企已停产或减产,4月国内汽车产量将出现较大下跌
疫情封控影响钢材运输,国内钢厂库存创两年新高 贵过飞天茅台!青花郎单瓶出厂价上涨100元至1009元
比亚迪:年初西安疫情对生产有影响 其他影响较小 北京等55城个人房源租金连续6个月下跌 租赁市场逐渐回归理性
哈尔滨银行原行长吕天君涉嫌严重违纪违法被查,3月底刚辞职 女子花近8万整容整出9级伤残 涉事诊所北京来美安医疗曾多次被起诉
工信部:多举措支持在沪重点企业稳定生产,保障供应链运转顺畅 椰树想要的,瑞幸给不了
3月新房成交价量齐升供应节奏明显加快 精准攻击“癌症第一杀手”,靶向药这样服用才能发挥最大药效
别急着加油!年内油价首降,加满一箱少花21.5元 元气森林去年营收超70亿 今年要“放慢组织扩张脚步”
法国前政要:北约东扩是造成俄乌冲突的重要原因 国内汽油柴油价格今年首次下调
抖音账号将显示IP属地 且不支持手动开启或关闭 纯电动和氢燃料电池之后,甲醇汽车会成为下一个风口吗?
60岁以上应每两年检测一次颅内动脉 带“证”卖的老坛酸菜面 如何才能走得更远
元气森林副总裁:线下终端突破100万个,外星人电解质水单月破亿 巴菲特盛赞马斯克:他正在与通用福特丰田竞争,并且正在获胜
浙江在退税进度上优先安排小微企业,缓解资金压力 受青少年追捧的微短剧 不能成为“数字咸菜”
上汽启动复工复产压力测试?上汽集团:属于前期准备工作 公路桥建成 为何四面砌墙雪藏19年?
海南离岛免税购物一季度卖了2027万件,人均消费超8372元 韩国三养食品社长解释火鸡面保质期问题,我驻韩大使表态
5G等新型基建又有新进展:一季度新建5G基站8.1万个 国家发改委:鼓励社会资本加大对制造业投资力度