2024年11月4日凌晨,闪耀的火焰划破夜空,神舟十八号载人飞船返回舱平稳的在预定地区着陆,预示着三名航天员已经顺利完成了长达半年时间载人航天任务。
对于全体中国人而言,神十八的回归无疑是一件值得庆贺的大事,毕竟这意味着着中国航天事业又取了一项新的伟大成绩。
不过,在为国家和宇航员们感到高兴之余,有些网友也不禁产生了一些疑惑。
神舟十八号发射升空时,一共有三个舱段,可如今回归地球的只有返回舱,其余舱段去哪了呢?难道还留在太空中?
众所周知,中国载人航天项目均使用神舟系列载人飞船,这也是中国可靠性、安全性要求最严苛的航天器
根据资料显示,截止到目前为止,所有的神舟飞船都是采用三舱段构造,即整体由轨道舱、返回舱和推进舱构成。
三座舱室所处位置不同,功能也各有千秋。
信源: 扬州大学物理科学与技术学院 2024年6月12日 关于“析物之理|神州十八号”的报道
首先就是轨道舱,其位于飞船的前方,里面可以装载食物、饮水等生活装置,同时还可以装载空间应用和科学试验用的仪器设备。
简单来说,载人飞船进入预定轨道之后,飞船若是单独运行的话,航天员的主要生活和工作活动都会在轨道舱进行。
而除此之外,轨道舱还有一个极为重要的作用,那就是需要承担起与其他航空器,比如空间站对接的任务。
空间对接是航天器在外空间的重要活动之一,也是危险性最高的活动之一,但同时也必不可少的任务。
因为受限于技术影响,现在人类的航天器还不能运载太多的货物,想要在太空长时间生存,就需要不断向外太空运送补给,而这就要用到空间对接技术。
另外,中国空间站就是利用对接技术,像搭积木一样,将天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱对接到了一起。
当然,对接过程是很困难的。
一旦在对接过程中,轨道舱出现偏差,就将酿成极为惨烈的航天事故,同理,在航天器分离时,轨道舱也充满挑战。
当然,这仅限那些航天科技还不发达的国家,对于中国而言,航天器对接已经是成熟的技术了。
比如神十九升空后,仅仅几个小时,就完成了和空间站的交汇对接,速度之快,让全世界都瞠目结舌。
一旦和空间站对接完毕,轨道舱的生活和工作功能就大为下降了,毕竟空间站内的生活区域更大,设备也更充足。
其次是返回舱,位于载人飞船的中部,主要作为航天员的工作区。
观看过载人飞船发射项目的朋友应该知道,在火箭起飞阶段,宇航员都是窝在一个不大的舱室内,控制着飞船,那里就是返回舱。
同时,在操作飞船进行降落和对接工作时,航天员也都是在返回舱内完成。
和轨道舱一样,当载人飞船与空间站对接完毕之后,返回舱一般就会闲置下来,毕竟其内部空间实在是太小了,不适宜航天员活动。
当它再一次启动时,也就意味着航天员即将返回地球了。
最后是动力舱,其位于载人飞船的尾部,主要负责为飞船移动提供动力。
根据资料显示,神舟飞船动力舱安装有4台发动机,航天员就是通过这些发动机提供的推力调整轨道。
尤其是在返回地球时,动力舱需要推动整艘飞船脱离原有轨道,进入返回轨道,继而向着地球的方向飞行。
总的来说,三个舱室每个都有不可或缺的功能,少了任何一个,都难以完成载人航天任务。
但让人感到疑惑的是,每次返回地球时,却总是只有返回舱落回地面,轨道舱和动力舱去哪了呢?
其实,它们是“牺牲”在了茫茫宇宙中。
就以神舟十八号为例,在接到可以返回地面的通知后,航天员们收拾好个人物品,就会离开空间站进入载人飞船,接着操作飞船和空间站分离。
在两座航天器分离之后,载人飞船的动力舱就会点火启动,调整飞船的姿态,此时轨道舱会和飞船主体分离。
而分离之后,轨道舱会自由下落,并最终在进入大气层时彻底烧毁。
接下来,动力舱会推着返回舱一路飞行,一直到大气层和太空的临界线,也就是卡门线。
到卡门线附近后,动力舱和返回舱分离,前者会和轨道舱一样,在自由下落到大气层之后被烧毁,而后者则向地球降落。
可能会有人为,既然返回舱能降落地面,为何要让轨道舱和动力舱被烧毁呢?
其实,这是不得已的办法。
载人飞船在进入大气层之后,会和空气产生剧烈的摩擦,这就会导致飞船的温度急速上升,其最高温度会到达惊人的2000度,这也就是返回舱落地后乌漆嘛黑的原因。
轨道舱和返回舱在这样的高温下根本坚持不住,会相继起火燃烧,如果三舱段一起下降,那说不定会连返回舱一起烧坏,因此只能提前抛弃。
那么,为轨道舱和动力舱加装隔热材料,就像返回舱一样,行不行呢?
同样不行。
返回舱上安装的隔热材料确实很强,能在外部2000度高温时,保障舱内温度只有30度。
但这些隔热材料非常的重,据网上资料显示,单单是返回舱使用的隔热材料就重达500公斤。
而其他两舱体积更大,若是都装上隔热材料,那么飞船的载荷将大大降低,甚至可能压根就飞不起来。
因此,只能任由轨道舱和动力舱自由落入大气层,并最终在大火中化为乌有。
当然,大家也不用为此感到可惜,搞科研必然要承受代价,尤其是经济代价。
另外,现在中国科学家们正在研究载人飞船项目,一旦中国的载人飞船达到要求,那未来我们就会拥有重复使用的航天器。
到时候,就不存在浪费的问题了。