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标题: 神舟飞船返回需要9小时，同盟号仅3.5小时，快速返回并不简单 [打印本页]

作者: 好大一条咸鱼 时间: 2023-4-24 23:10
标题: 神舟飞船返回需要9小时，同盟号仅3.5小时，快速返回并不简单

12月4日晚上，神舟十四号航天员乘坐着神舟十四号飞船顺遂返家，“最忙太空三人组”总算可以歇会儿了，都说回家的路是困难的，神舟十四号飞船于12月4日11点01分与空间站分离，最终在当天20点09分着陆于东风着陆场，历时9个小时8分钟，上一次神舟十三号的返回约莫也是9个小时，这个成绩在天下载人飞船的排行中算是靠后的，美国的载人龙飞船Grew-4的返回约莫用了5小时，波音飞船CST-100约莫4小时，而神舟飞船的“双胞胎”同盟号只要3.5小时。

神舟飞船返回得太慢的缘故原由，有人把它归结为地面搜救队的题目，因为返回地面不光要航天员和飞船做好预备，地面搜救队也要有随时出动的本事，假如返回舱着陆了而搜救队没有赶到，航天员不是还要白白等候吗？曾经同盟号由于着陆位置与预定着陆区出现较大偏差，里面的航天员就干等了几个小时。但是这个题目没有出如今我国的搜救队上，这次搜救神舟十四号的团队在11月份就举行了两次模拟演练，距离着陆前几天也就是12月1日晚上，完成了末了一次演练，而到了3日上午各方救济力量进入了待命状态，也就是说地面搜救队提前做好了预备。

神舟十三号展开搜救任务

神舟十四号和前次的神舟十三号都采用了“快速返回模式”，固然并不是天下上较快的，但是也比神舟十二号提拔不少，神舟十二号返回差不多用了一天的时间，大部分时间都在绕着地球转圈，神舟十二号没有应用快速返回模式，绕了地球足足11圈，在400公里的轨道上，一圈就是90分钟左右，但是它制动降轨后抛掉推进舱到着陆只用了24分钟，于是在返回步调优化之后，从神舟十三号开始，脱离空间站后只需绕五圈就可以举行制动降轨了。

神舟十三号径向分离

相比之下，载人龙飞船在对接机构都与国际空间站脱离后，就开始了两次分离点火，可以比神舟飞船更快撤退到安全停泊点，接着龙飞船分别举行了三次离站点火，可以快速到达安全的制动降轨点，克制与国际空间站劈面相撞。而神舟飞船与空间站分离后，只能靠分离时得到的相对速度一点一点地撤离，在这个过程中就会不断绕地球飞行，假如没有撤到安全的点火距离就还要增加圈次。

龙飞船两次分离点火和三次离轨点火

神舟十四号绕飞地球从之前的11圈减为5圈，功劳重要是飞船上面的52台大大小小的发动机，但是推力大小的两极分化很大，推力最大的有0.25吨，最小的只有0.0005吨，其中4台0.25吨的发动机是神舟飞船的主发动机，别的48台有的是姿控发动机，有的是着陆反推发动机。如许下来，在制动降轨时只有一吨左右的推力，而神舟飞船的总重有8.1吨，固然在制动降轨之前会抛掉轨道舱，但是推重比也太小了，固然不能说用姿控发动机增加推力，因为轨道舱分离要带走一部分姿控发动机举行机动任务，而且纵然加上姿控发动机，推力也不会提拔多少。

圈中四台总推力1吨的发动机

相比之下龙飞船的Super Draco发动机就强多了，单台推力就有7吨，龙飞船舱侧一下子搭载了8台，总推力一下子飙升到56吨，是现在用于载人飞船最强的主发动机，反观龙飞船的重量只有15吨，推重比高达3.7，所以说龙飞船具有极速返回地球的超本事。但是要着陆在预定着陆区就必须把推力降下来，用小速度来微调再入轨道，对Super Draco的矢量调治要求很高，所以龙飞船首次返回也用了30.5小时，如今飞的次数多了，就先启动姿控制发动机举行两次分离点火，而且龙飞船的推进剂是液氧煤油，如今也把握了变推力技能，在连合控制下返回用时根本在5小时左右。

返回舱返回用时还与再入轨道高度有很大关系，因为轨道越低担当到的大气阻力越大，飞船从制动降轨转为自由飞行阶段后，就可以依靠逐渐稠密的大气阻力减速，如许当返回舱与推进舱分离后，也可以在被动减速中得到一条再入轨道。但是这个的前提是载人飞船在制动降轨后，能得到近所在在100公里左右的椭圆轨道，因为100公里是近地面大气层的上界，空气阻力也够大，这个就要求飞船上的主发动机的推力够大，才能用较少的时间得到如许的轨道，载人龙飞船约莫只用了15分钟的制动就得到了，同盟号飞船更恐怖，在390公里的圆环轨道上，用了不到20分钟就把近所在降到100公里左右，而神舟十三号飞船在400公里的圆轨制动，末了只把近所在降到140公里左右，这次神舟十四号飞船把近所在降至100公里以下，喜提好成绩。

众所周知载人飞船要对接空间站，会涉及到一个发射窗口期，同样的道理，返来也需要一个“返回窗口期”，因为从轨道倾角和纬度上看，我国空间站和着陆区都不在赤道上，所以不会处于同一个轨道面上，我国空间站运行在近圆形的轨道上，被圈住的这个圆面就叫轨道面，我国空间站都不是在赤道上发射的，着陆区也不在赤道上，而且伴随着地球的自转，也就是说空间站的轨道面和着陆区的自转面是交织的，两者只会出现短暂的天地相遇，也就是空间站会从着陆区正上方飞过，但是时间只有几非常钟，这个就是窗口期。

载人飞船就可以利用这一契机返回地球，这次神舟十四号与东风着陆场的窗口期在12月4日晚上各有两个30分钟，神舟十四号飞船于是自主编写出制动降轨步调，并根据东风着陆场的具体位置设定了再入大气层时的俯仰角度，提前做好了着陆预备。从神舟十二号飞船开始就应用了“预测制导技能”，如许就可以通过系统盘算确定再入轨道、制动降轨时机、返回时间等，使神舟飞船更加智能化，节约了返回地球的决议时间，一定水平上助长了“快速返回模式”。

可以说快速返回的重要方式就是快速完成制动降轨，不外由于神舟飞船的主发动机推力太小，要进一步地提拔返回速度是有不小难度的，假如可以魔改的话，倒是可以把长征六号甲上的YF-115替代为主发动机，它的推力达到18吨，而且是液氧煤油推进剂，好比今的肼类燃料安全多了，假如真是如许的话，返回用时将会大幅减少。

同盟号返回第一视角

苏联航天员科马罗夫随返回舱坠落地面后的遗体，有点倒胃口

然而载人飞船返回最不能快的就是着陆阶段，当年苏联的同盟一号载人返回舱就创下过最快着陆速度，当时同盟一号顺遂再入大气层，乐成度过“黑障区”，但是距离地面约莫10公里预备开伞时，引导伞拉出后主伞却被困住了，结果空气阻力减速后速度仍然高达100米每秒，返回舱直接砸向地面，里面的航天员科马罗夫成为第一个被摔亡的航天员。

为了继续减少我国航天员压抑在返回舱内的时间，我国航天人希望未来神舟飞船的返回用时只需两个小时左右，这个渴望有一定的可行性，毕竟星舰可以实现一个小时之内到达全球任何一个所在，但是就神舟飞船主发动机的推力来说还是很有难度的。现在天舟五号已经实现了两小时对接空间站，但是天舟四号脱离空间站到再入大气层用时至少五天，毕竟空间站对新物资是急需的，越快对接越好，只有脱离之后就没有了利用价值，再入大气层久一点也没关系，但是神舟飞船不一样，航天员可是我国的英雄，对接和返回快一点，他们就可以少受一点苦了。

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