空間站是一種長(zhǎng)期在低軌道運(yùn)行的航天器,在太空中以各模塊組裝而成,空間站中有人居住生活的一切設(shè)備,人可以在其中長(zhǎng)期生活,從而開(kāi)展相關(guān)研究工作。具有很重要的科學(xué)實(shí)踐意義,空間站的發(fā)展歷程比較久,第一代空間站是最簡(jiǎn)單的單個(gè)模塊的,在之后的數(shù)代空間站迭代中,以目前在軌運(yùn)行的國(guó)際空間站來(lái)說(shuō),它是一種多模塊桁架結(jié)構(gòu)和積木式的混合結(jié)構(gòu)的空間站。
國(guó)際空間站是一項(xiàng)國(guó)際合作項(xiàng)目,最初由16個(gè)國(guó)家聯(lián)合建造,從1993年開(kāi)始,直到2006年結(jié)束,建成后的國(guó)際空間站長(zhǎng)110米,寬88年,質(zhì)量接近450噸,內(nèi)部空間約916立方米,差不多相當(dāng)于三百平米的大房子,雖然大量的設(shè)備與器材占據(jù)了絕大多數(shù)的空間,讓空間站內(nèi)部空間看起來(lái)很擁擠,但是足可以容納6-7名宇航員在其中生活。
早在1992年,我國(guó)就制定了載人航天工程三步走的戰(zhàn)略方針,空間站是一項(xiàng)重要且必須要完成的目標(biāo)。目前,天宮空間站建成在即,很快就將完全投入使用了。2021年10月16日,神舟十三號(hào)飛船與天宮空間站完成自主交會(huì)對(duì)接,三名航天員已經(jīng)在太空中停留了半年的時(shí)間,在這半年時(shí)間中,航天員完成了2次太空出艙活動(dòng),航天員首次完成貨運(yùn)飛船與空間站的手動(dòng)遙操作對(duì)接,這個(gè)名字看起來(lái)很陌生,它是不同于手控交會(huì)對(duì)接、自動(dòng)交會(huì)對(duì)接的,它就像是我們?cè)谶b控操作電腦一般,比如我們經(jīng)常幫別人遠(yuǎn)程協(xié)助電腦操作。航天員不用坐在貨運(yùn)飛船中,坐在核心艙里就可以完成,通過(guò)遙控遠(yuǎn)程操作貨運(yùn)飛船,視角也如同親自駕駛貨運(yùn)飛船一般,這樣可以減輕航天員操作方面的負(fù)擔(dān)。
如今,神舟十三號(hào)已經(jīng)返回地面,在返回的過(guò)程中,采用快速返回技術(shù),這也是我國(guó)首次實(shí)施,這將縮短返回時(shí)長(zhǎng),從28個(gè)小時(shí)縮短至8個(gè)小時(shí),神舟十二號(hào)返回時(shí)就用了28個(gè)小時(shí)。
神舟飛船返回的過(guò)程可以大致分為幾個(gè)階段:制動(dòng)減速階段、自由滑行階段、再入大氣層階段、著陸返回階段。制動(dòng)減速階段,字面意思,飛船得降低速度,并且在此過(guò)程中,需要進(jìn)行兩次調(diào)整飛船飛行姿態(tài),為后續(xù)做準(zhǔn)備。之后就是自由落體的階段,也叫作自由滑行,在飛船距離地面還剩下140公里時(shí),返回艙與推進(jìn)艙分離,返回艙繼續(xù)降低高度,當(dāng)返回艙進(jìn)入到稠密大氣層之時(shí),也就是距離地面100公里的高度,這時(shí)候返回艙承受很高的溫度,返回艙的防護(hù)層正對(duì)著飛行的方向,在影視劇作品中,可以看到返回艙表面被燒得通紅,拉著長(zhǎng)長(zhǎng)的火焰。
在距離地面10公里時(shí),返回艙打開(kāi)降落傘,速度進(jìn)一步降低,降至一定高度后,打開(kāi)反推發(fā)動(dòng)機(jī),最終的降落速度要降低至2-3m/s,著陸地面。快速返回是指減少這各個(gè)階段中多余的時(shí)間,壓縮各個(gè)階段的時(shí)間消耗。對(duì)于載人的飛船返回,需要滿足很多條件,發(fā)射有窗口,降落也有窗口,需要?dú)庀笈c通信條件符合條件才行,在此之前,返回飛船需要一直繞著地球軌道一圈又一圈的飛行來(lái)等待合適的時(shí)間,因此,減少繞地球飛行的圈數(shù),也就減少了很多時(shí)間。做到這一步是不容易的,需要預(yù)先設(shè)置返回一體的程序,并調(diào)用兩顆中繼衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)控,這其中的難度并不是這幾個(gè)字就可以體現(xiàn)出來(lái)的。原先是繞地球十一圈,經(jīng)過(guò)快速返回,只需要繞五圈,而繞地球一圈需要花費(fèi)1個(gè)半小時(shí)。減少返回地球的時(shí)候,可大大增加航天員的舒適性,未來(lái)航天活動(dòng)必定更加頻繁,往來(lái)地球與太空之間,減少時(shí)間所需已是大勢(shì)所趨。
2022年4月16日上午十時(shí)許,神舟十三號(hào)飛船順利在東風(fēng)著陸場(chǎng)著陸,飛行乘組在太空中執(zhí)行任務(wù)歷時(shí)183天,至此,空間站的技術(shù)驗(yàn)證階段圓滿完成,接下來(lái)就是空間站的組裝階段了。組裝階段共6次任務(wù),分別是兩次貨運(yùn)飛船的發(fā)射任務(wù),2次載人飛船發(fā)射任務(wù),兩次實(shí)驗(yàn)艙段的發(fā)射任務(wù),最終在太空軌道上組裝成T字型空間站構(gòu)造,而且這六次任務(wù)將在未來(lái)七個(gè)月之內(nèi)完成,航天活動(dòng)安排還是相當(dāng)密集的,也就是說(shuō),七個(gè)多月以后,天宮空間站就建造完工了。
中國(guó)空間站從無(wú)到有,這背后是數(shù)代航天人努力的心血,如今,中國(guó)人已經(jīng)能夠在太空中駐留半年,并即將建成自己的空間站,這無(wú)疑是一次最偉大的突破。
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