神州十三号平安回家 细数太空返回的那些神操作

神舟十三号“感觉良好”乘务组3名航天员（翟志刚、王亚平、叶光富）已在中国空间站“天和一号”生活工作接近6个月了。3月27日，神舟十三号载人飞船搭载3名航天员在天际划出优美的轨迹，从空间站荣耀归来，稳稳降落在甘肃酒泉东风着陆场，圆满完成了载人飞行天地往返任务。这是神舟载人飞船执行的第八次载人飞行。 3名航天员创造了我国航天单次任务时间最长的纪录。每一位航天员都是英雄，他们肩负着人类探索太空的重任，经历着生死的考验。我们知道，火箭升空的过程是很危险的，在世界航空史上，就有多位航天员为此献出了宝贵的生命。很多人不清楚的是，从太空返回地球的旅途同样充满危险。 准备工作完成后，航天员关闭舱门，撤离空间站，进驻返航飞船，然后穿上出征时穿的舱内压力服，迎接返程。 返程困难而危险，可谓是“道阻且长”。而且程序一旦启动，就没有“可逆余地”。从正式出发到着陆，飞船返回地球的过程可分为四步，分别是：制动、滑行、再入、着陆。 飞船返航四部曲 飞船在轨道上以7.9km/s的第一宇宙速度飞行，要想脱离原有的飞行轨道返回地球（向心运动），那么必须要制动减速。 神舟回家，首先要使飞船调整到返回姿态，让轨道舱和返回舱-推进舱组合体分离。之后，开动推进舱的火箭发动机，产生制动，降低飞船速度，使其脱离原来的飞行轨道，进入下降飞行轨道。 制动 滑行 随后，返回舱-推进舱组合体进入自由下降阶段，距离地面140公里时，推进舱会进行分离并在大气层中烧毁。 再入 第三个阶段是再入大气层阶段，距离地面大约100公里时再入大气层。这也是返程中环境最恶劣的一个阶段，过高的速度导致返回舱跟大气层剧烈摩擦，表面被烧得通红。在距地面大约80公里开始，返回舱会出现失联的状况，跟地面中断通讯，这个区域被称为“黑障区”。等返回舱落到距地面大约40公里时，黑障消失，通信恢复。 （软）着陆 距离地面大约10公里时，返回舱的降落速度为200m/s，回收着陆系统开始工作。 返回舱的降落伞主要由引导伞、减速伞、主伞构成。距地面10公里时，首先张开引导伞，之后拉开减速伞。距离地面8公里时，减速伞被丢弃，同时主伞张开，继续降落；返回舱的下降速度逐渐由80m/s降到40m/s，然后再降到7~8m/s。 samsung (s) - 降落伞薄如蝉翼，但张力很大。 返回舱的着陆过程对航天员的生命安全是个不小的挑战。开伞减速可以将返回舱速度逐步降到7m/s，但如果以这样的速度直接撞击地面，还是无法保障航天员的绝对安全。 为此，飞船研制队伍设计了一套“组合拳”。 什么样的“黑科技”让飞船稳稳着陆？ 细心的同学会注意到：飞船着陆的一瞬间，突然闪现一道明亮的火光。这就是飞船返回舱的4台反推着陆发动机开始工作了。它在距离地面1米左右同时点火，10ms内大量高压燃气从尾部的喷口喷出，产生的反冲力使返回舱速度从7m/s进一步降到到2m/s，减轻了航天员着陆过程受到的过载冲击，提高了返回舱降落过程中最后一个环节的安全性。 1、火箭反推 问题1：已知返回舱重达3吨，请求出着陆发动机的推力大小？ 返回舱底部的吸能外壳、减振材料和座椅缓冲机构组成了减振系统，可以吸收地面的冲击能量。航天员在飞船中如同婴儿在母体中保持一种蜷曲的坐姿，这就要求人体与座椅非常贴合。着陆前，航天员的座椅也会升高，来缓解返回舱落地瞬间带来的震动感，实现平稳着陆。 2、座椅提升 问题2：已知返回舱座椅提升至离地面0.8m可延长1倍的人着地时间，那么人与地面接触的作用力变为原来的多少倍？（假设人的重力远小于着地时与地面接触的作用力） 知识点归纳 1、《必修二》 变轨问题 2、《必修三》静电屏蔽问题 3、《选择性必修二》动量定理与反冲运动 有了成功搜救神舟12号飞船的经验，再加上专业的勘察和训练，着陆场区的搜救队员已经准备就绪，神舟13号返回舱的搜救效率也有保障了。 梦想有多远，我们就能走多远。2003到2021，从“一人一天”到“三人半年”，从惊险往返到出舱行走，从单艘飞船到空间站，从即食食品到太空吃播，星辰大海刷新“中国高度”，综合国力的提升是航天飞行成功的保障，我们向3位航天员致敬！我们为伟大的祖国而骄傲自豪！！ 致敬 samsung (s) - 航天精神： 我们在家封闭半个月； 航天员在天宫封闭半年。 不管困难有多大，关键在于解决困难的信心。 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Lavf58.45.100 $$