秒速8米垂直降落 剎車「神技」減速保穩
香港文匯報訊(綜合中新社及記者劉凝哲報道)神十三飛船返回艙在着陸時呈現直立狀態,這是繼神舟六號任務後,再次實現返回艙垂直着陸,不僅意味着返回過程非常完美,更為航天員們盡快恢復奠定基礎。返回艙的着陸過程,對於航天員來說是個不小的挑戰。在經歷灼燒、黑障、開傘減速等程序後,返回艙仍然有約每秒8米的速度。而此時航天員「背部朝下、面朝天」地坐在返回艙裏,如此高的着陸速度將損傷航天員的頸椎。為了確保他們的安全,必須進一步降低衝擊。航天員安全舒適回家的「最後一棒」如何完成?
「伽馬剎車指令員」精心測算
在神舟十三號載人飛船返回着陸的最後幾米,位於返回艙底部的「伽馬剎車指令員」測算着返回艙的速度和其距離地面的高度。在飛船返回艙降落至預定高度時,「伽馬剎車指令員」準確發出了着陸反推發動機點火指令,讓返回艙在反推力的作用下平穩着陸。
「伽馬剎車指令員」由中國航天科工集團三院35所研製,是飛船的關鍵設備,已先後服役於神舟八號至神舟十二號飛船。伽馬射線的探測方式賦予它穿透地表植被的能力,它能精確測量返回艙底部距離地表的高度,其精度達厘米級。
通過向地表發射伽馬射線、快速捕獲反射回的射線,「伽馬剎車指令員」得以在「大腦」中進行精確計算,實時提取高度和速度信息,在最佳時機發出着陸反推發動機點火指令,最大限度發揮其緩衝性能。
着陸反推發動機「毫秒剎車」
接到指令後,這一腳關鍵的「剎車」由4台着陸反推發動機完成。
失之毫釐,謬以千里。返回艙的這腳「剎車」踩早了不行,踩晚了也不行,只有時機和時長分秒不差,才能確保返回艙平穩、安全落地。
中國航天科技集團八院動力所的設計人員設計了一套「剎車」動作:在返回艙距離地面1米時,4台着陸反推發動機在10毫秒內同時點火,大量燃氣積聚在燃燒室內,形成高壓,最終從尾部的噴口中噴出,以反推力來減緩降落速度。
別看這四台發動機的個頭和重量都不大,每台都能在瞬間產生大約3噸的巨大反推力。4台一起工作,就有十多噸的反推力。這股巨大的反推力可有效地抑制返回艙的下墜勢頭,大大降低飛船的下降速度,減輕航天員着陸過程中受到的過載衝擊,提高返回艙降落過程中最後一個環節的安全性。