神舟十三号返回地面经历了哪些过程?

1.第一步:隔离疏散。

神舟十三号航天员返回地球的第一步是从空间站撤离到载人飞船,关闭双向压力舱的舱门。在此之前,宇航员已经完成了空间站的所有排序工作,并设置了相关参数。就像人出门前要关灯关门一样,空间站的“灯和门”也要关好。

进入载人飞船的航天员会穿上远征时穿过的舱内压力服,第一时间在返回舱值班。航天员在返回舱返回前也要做一些准备,比如设置返回状态,发送在轨指令等。之后,在地面控制中心的控制下,操作神舟十三号载人飞船与空间站组合体分离,撤离空间站。

返回舱先退到空间站核心舱径向下方19米的位置,再退到200米的位置,变成飞行姿态。之后在轨道上飞了5圈左右。在这个阶段,神舟十二号绕地球飞行了11圈,这种快速返回技术在这个阶段节省了大约9个小时。

在分离和撤离过程中,可能存在的风险是,当双向压力舱打开时,如果出现压力泄漏,对航天员的威胁是致命的。一旦压力舱泄漏,舱内空气会瞬间消失,成为真空环境,宇航员会出现减压病,严重时甚至会出现体液沸腾。

2.第二步:刹车出轨。

载人飞船与空间站核心舱分离后,需要第一次调整姿态。比如姿势调整,就像我们开车回家时,把车头转向回家的方向。

方向调整后,轨道舱和返回舱将分离。分开后,态度会再次调整。调整后会处于倒置状态。之后,推进舱制动系统启动,返回舱从原飞行轨道进入返回轨道。这个过程叫做制动脱轨,返回舱只有进入预定的返回轨道,并与地球大气层形成合适的角度,才能返回地球。

进入返回轨道后,飞船将进入惯性滑行阶段。在大气阻力和制动系统的作用下,返回舱的飞行速度和高度都在逐渐下降。下降到一定程度后,推进舱将与返回舱分离,推进舱将在大气摩擦下完全解体,在大气层中燃烧,而返回舱将继续向地球方向高速坠落。

这个阶段的关键点是,飞船的飞行方向与地球大气层之间的角度必须控制好。如果夹角太小,高速飞行的航天器很可能与大气层擦肩而过;如果夹角太大,飞船下落速度太快,舱内的宇航员承受不了这么快的加速度。

第三步:重返大气层。

当飞船距离地面约145公里时,返回舱和推进舱开始分离。分离过程中,返回舱会剧烈震动,滚动缓慢,所以航天员在舱内的感觉不是很好。

当返回舱距离地面100公里时,将重新进入大气层。此时空气密度不断增加,返回舱底部温度高达上千摄氏度,整个返回舱被火焰包围。

同时,返回舱对大气的冲击波加热和隔热层的烧蚀会产生等离子体,等离子体会吸收和反射电磁波,中断返回舱与外界的无线电通信。这种效果被称为黑障。返回舱将进入“黑障”,在那里完全丢失。这种状态大概持续四到五分钟。

这个阶段是整个回归过程中最危险的一步。返回舱里的航天员要承受4倍于自身体重的压力,承受剧烈的震动,进入失联状态,对航天员的身体和心理要求都非常高。

第四步:安全着陆。

在距离地面10公里的位置,返回舱将依次打开导向伞、减速伞和主伞。主降落伞有1200平方米那么大,但是返回舱着陆时不能一下子打开,否则降落伞会被空气弄断。

设计师为飞船量身定制了一套三级开伞程序。先打开两把串联的导伞,再从导伞中拉出一把减速伞。工作一段时间后,减速伞与返回舱分离,同时拉出主伞。

为了防止减速伞和主伞在打开瞬间受力过大,两伞都采用了收伞技术。该技术可以使1200平方米的主伞分阶段打开,保证整个打开过程中航天员的身体能够承受过载。

当高度达到离地1米时,返回舱启动反向推进系统,下降速度降至每秒2米左右,使返回舱最终安全着陆。当我们返回神舟十二号时,返回舱着陆时看到的火光就是反推系统启动的效果。

在最后10公里的过程中,航天员需要面对的最大挑战就是过载和冲击。返回舱降落伞打开的一瞬间,航天员的身体瞬间要承受更大的过载,着陆时航天员要承受一次撞击,不亚于一次小车祸。

5.第五步:打开舱门。

神舟十三号返回,我们依然选择在东风着陆场着陆。搜救队已经有了神舟十二号的搜救经验,相信搜救速度会更快更准。

返回舱着陆后,搜救队会同时到达,第一个冲向返回舱的当然是飞行员。开舱绝对是个技术活,不仅需要全面掌握开舱技巧,还需要强大的心理素质。

返回舱在返回过程中,会与起爆器发生激烈摩擦,壳体产生高温,导致舱体内压力与舱外压力不平衡。那么开舱的时候就要控制好返回舱内外的压力平衡,不能开舱太快,否则航天员会不适应。当然也不能开舱太慢,否则会耽误开舱时间。

神舟十二号返回时,是冯毅开舱,这次是冯毅的徒弟苏利明负责打开神舟十三号的舱门。神舟12号返回搜救任务时,苏利明担任旗手。这一次,他和冯毅调换了岗位,担任开舱员,而冯毅担任旗手。

舱门成功打开后,医护人员将第一时间检查三名航天员的身体状况。在确认没有问题后,工作人员会帮助三名航天员依次出舱,将三位航天英雄抬到事先准备好的椅子上。