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神舟飞船着陆的瞬间突然冒火光,为什么美国载人龙飞船不会这样
璀璨科学

我国现役的飞船是神舟载人飞船,美国的是载人龙飞船,除此之外我国现在还在研制新一代梦舟载人飞船,美国也在研制猎户座载人飞船以及“星际客机”载人飞船。在这几艘飞船中,我国的神舟载人飞船在着陆的瞬间底部会突然冒火光,现场还会烟尘滚滚,而美国载人龙飞船、“星际客机”飞船、我国梦舟载人飞船都不会,这是为什么呢?

神舟飞船着陆瞬间冒火光?

这是着陆方式选择差异导致的。飞船在结束飞行任务返回地球的过程中,需要在很短的时间内完成减速,最后才能安全降落到预选着陆点。所以在重返地球的过程中,飞船会使用空气进行减速,包括伞降,最后着陆瞬间冲击力可能会比较大,需要想办法消除冲击力。

我国神舟载人飞船在下降到大约10公里时,这时候下降速度大约为200米每秒,这时候空气密度已经还大,就会打开降落伞进行伞降。其中主伞的面积达到1200平方米,面积足够大,所以一个伞就能完成神舟飞船返回舱的减速,最后可以把神舟载人飞船返回舱的下降速度降低到7-8米每秒。这样的速度着陆的话,冲击力还是有的,对飞船内的航天员影响会比较大。

为了减少冲击力,在下降的过程中,飞船内的座椅会提升起到一定的缓冲作用,但这还是不够的,还需要有其他的手段来吸收冲击力。在神舟载人飞船返回舱底部,有4台推力达到3吨左右的反推发动机,4台反推发动机的总推力接近12吨。在距离地面差不多还有1米时,这4台反推发动机会同时点火,托举神舟载人飞船返回舱实现软着陆,将下降速度降低到1米每秒左右。

也正是由于在着陆的瞬间,底部的反推发动机启动,强大的推力将返回舱下面的灰尘吹起来,所以在着陆的霎那间,飞船底部就冒出黄色火光,现场也是烟尘滚滚。

其实美国载人龙飞船一样需要进行最后的缓冲的,只不过他们的飞船不是在陆地着陆,而是在海域进行溅落。海水不像地面那么硬,所以冲击力不会像在地面着陆那么大,海水还能起到缓冲的作用,所以美国的载人龙飞船就不需要使用反推发动机进行最后的缓冲了。

我国新一代梦舟载人飞船和美国的“星际客机”飞船虽然都是在陆地着陆,但在着陆的瞬间也不会出现冒火光的情况。这是因为这两款飞船的底部都使用气囊的方式进行最后的缓冲,一样是可以起到缓冲效果把飞船着陆速度降下来的。

梦舟飞船完成一项测试

梦舟载人飞船是我国现在正在研制的新一代载人飞船,和现役的神舟载人飞船相比,梦舟载人飞船的总重量更大,超过20吨,甚至要比天和号核心舱、梦天实验舱、问天实验舱还要重一些。单艘梦舟载人飞船飞船可以搭载的航天员更多,最多可以搭载7名航天员,同时可以兼顾空间站飞行任务以及载人登月任务。

在未来,我们的神舟载人飞船会被梦舟载人飞船取代,到时候,我们的梦舟载人飞船最多可以搭载7名航天员到访中国空间站。而在执行载人登月任务时,梦舟载人飞船可以搭载3名航天员前往月球,和揽月月面着陆器一起完成载人登月任务,将2名航天员送上月球表面。

按照当前的计划,我们计划在2030年之前实现中国人的首次载人登月任务,在首次载人登月任务中,我们将会发射2枚长征十号火箭分别将揽月月面着陆器、梦舟载人飞船发射到月球轨道。

在抵达月球轨道后,梦舟载人飞船和揽月月面着陆器交会对接,航天员从梦舟载人飞船进入月面着陆器,乘坐月面着陆器进行登月,梦舟载人飞船则留在月球轨道等待航天员。在完成登月任务后,航天员乘坐月面着陆器从月球表面起飞,然后再和梦舟载人飞船交会对接,然后返回地球。

从任务的程序设置来看,其实和当年的阿波罗载人登月任务、嫦娥五号、嫦娥六号有很多相似之处的,最大的差异就是我们需要使用2枚长征十号火箭来执行首次载人登月任务,月面着陆器、载人飞船都是单独发射的,而阿波罗登月飞船、嫦娥五号、嫦娥六号则是一体,一次就完成完成发射。

在2025年6月17日,我国成功进行了梦舟载人飞船零高度逃逸飞行试验,标志着我国载人月球探测工程研制工作取得新的重要突破。这是我国继1998年开展神舟载人飞船零高度逃逸飞行试验后,时隔27年再次组织实施这一项试验。

在这一次测试中,梦舟载人飞船逃逸发动机成功点火,在发动机推力的作用下,船塔组合体飞行了大约20秒后达到了预定高度,随后返回舱和逃逸塔完成分离,降落伞顺利打开。在着陆的过程中,飞船返回舱同时打开3个降落伞,在着陆时返回舱使用了气囊缓冲的方式进行缓冲,这和之前神舟载人飞船返回舱着陆时的情况不同。

因为在执行载人飞行任务中,伞降的过程中,飞船返回舱的速度还是比较快的,像神舟载人飞船的下降速度最多可以降低到7-8米每秒,在着陆瞬间冲击力还是比较大,所以需要使用反推发动机进行最后的缓冲。而新一代梦舟载人飞船返回舱则不再使用反推发动机进行最后的缓冲,而是使用气囊。所以,梦舟载人飞船在着陆瞬间不会像神舟载人飞船返回舱着陆时那样冒火光、烟尘滚滚。

虽然神舟载人飞船的逃逸系统已经很成熟了,但是不适用于梦舟载人飞船。神舟载人飞船是在内陆发射,而梦舟载人飞船则是濒海发射,气象条件相对来说更加复杂,工位附近设施多,上升段星下点以海域为主。所以梦舟载人飞船对逃逸系统提出了更高的要求,必须具备更强的逃逸加速能力、逃逸适应能力,以及逃逸落点主动控制能力等。

梦舟载人飞船的逃逸系统进行了升级,改变了以往“火箭负责逃逸、飞船负责救生”的模式,采用“大气层内逃逸塔逃逸+大气层外整船逃逸”方案,由梦舟载人飞船系统承担逃逸抓总职能,全面负责逃逸与救生两项任务。

对于载人飞行任务来说,逃逸系统是至关重要的一项安全保障手段,在发射升空的过程中,如果火箭、飞船出现紧急情况,就需要将飞船快速带离危险区域,然后再安全着陆。现在梦舟载人飞船的零高度逃逸飞行测试取得了圆满成功,标志着梦舟载人飞船距离首飞更进一步了,也说明了我国载人登月任务的进展很顺利。

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