神舟二十号航天员乘组返航事件成为近期航天领域备受瞩目的焦点。此次任务与以往近十次载人航天任务相比,有着独特的挑战与突破,是我国载人航天历程中一次特殊且意义重大的任务。
原计划神舟二十号航天员乘组于11月5日从东风着陆场返回地球,然而,飞船在飞行过程中疑似遭遇空间微小颗粒撞击,返回舱舷窗出现细小裂纹。这一情况使得返航时间不得不推迟至11月14日,并且航天员最终改乘神舟二十一号飞船返航。值得一提的是,神舟二十号航天员乘组在轨驻留了204天,成功创造了中国载人航天的新纪录。
空间微粒撞击飞船不同部位,影响程度大不相同。若撞击的是推进舱、轨道舱或太阳翼,问题相对较小,因为这些部分在重返地球时会被抛弃并在大气中烧毁,不会危及飞船安全返航。但此次撞击发生在返回舱舷窗处,而返回舱肩负着保障航天员安全返航的重任,容不得丝毫破损。飞船从太空高速飞回地球,速度超过每秒7公里,气动加热效应会使飞船外部温度飙升至1000多摄氏度。倘若返回舱舷窗有裂纹,后果将不堪设想。因此,让航天员乘坐神舟二十一号飞船返航是经过审慎考虑的明智之举。
神舟二十一号飞船在返回过程中展现出了卓越的性能,其技术进步令人瞩目。以往神舟飞船从发射到与中国空间站对接通常需要6.5小时,而神舟二十一号仅用3.5小时,减少了约3小时飞行时间,相当于少飞行了两圈。在返回地球方案上,其他飞船多采用5圈快速返回方案,神舟二十一号则采用3圈快速返回方案,返航时间同样缩短了3小时。这标志着我国在载人飞船再入技术上取得了新的突破,达到了新的高度。
飞船返回过程极为复杂,主要涵盖离轨控制和再入控制两个方面。离轨控制是通过制动减速降低飞船速度,使其脱离轨道并启动返回程序;再入控制则是控制飞船进入地球大气层后的升力。此前,神舟十二号到神舟十九号飞船均采用5圈快速返回方案,神舟二十一号在优化返回策略后,实现了3圈自主快速返回。
神舟二十一号能将返回圈数从5圈减少到3圈,关键在于离轨控制阶段的重大改变。飞船不再依赖地面计算参数,而是由飞船上的计算机自行更新控制参数。这种自主计算控制方式使飞船能够更精准地完成返航任务,有效缩短了返航时间。
飞船进入地球大气层的过程十分短暂,仅约50分钟。在这期间,飞船需将飞行速度从接近地球逃逸速度的7.9公里每秒减速至安全范围。由于外部受到强烈气动加热,温度急剧升高,飞船外表仿佛被火焰包裹。经过高温灼烧阶段后,飞船外部火焰逐渐消失,温度恢复正常。
当飞船接近地面约10公里时,便要开始伞降。此时飞船下降速度仍接近每秒200米,仅靠气动减速无法有效减缓速度,需借助降落伞完成最终减速。神舟飞船的降落伞面积达1200平方米,能将下降速度减缓至每秒7米。降落伞展开后,飞船下降速度逐渐降低,直至接近地面。在这一过程中,飞船还会进行一些操作,如抛掉防热大底,露出底部反推发动机,并排放多余推进剂,这便是飞船伞降过程中冒烟的原因。
与此同时,神舟二十二号飞船的发射任务也在紧锣密鼓地筹备中。目前,神舟二十号飞船仍在中国空间站执行任务,神舟二十二号飞船的发射已启动,正在等待合适的发射窗口。神舟二十一号采用了3.5小时快速交会对接方案,预计神舟二十二号飞船也会采用类似快速方案,不过也不排除使用之前的6.5小时方案。此次神舟二十二号飞船未搭载航天员,而是作为“货运飞船”前往中国空间站运送物资。
虽然神舟二十二号飞船未搭载航天员看似“浪费”了一艘飞船,但实际上对任务影响不大。它为后续天舟货运飞船的补给计划提供了调整空间,可将后续任务推迟几个月。而且,神舟二十一号提前返航与神舟二十二号提前发射,不会对我国载人航天事业产生负面影响,明年仍将按计划执行两次神舟载人飞船发射任务。