【简介:】一、火箭载人到太空怎么返回?返回技术是复杂的综合性技术,为使航天器安全返回和准时定点着陆,返回控制和制导、再入大气层的防热、回收和着陆是返回技术的关键。航天器的返回按
一、火箭载人到太空怎么返回?
返回技术是复杂的综合性技术,为使航天器安全返回和准时定点着陆,返回控制和制导、再入大气层的防热、回收和着陆是返回技术的关键。航天器的返回按技术特点则可以分为:弹道式返回、半弹道式返回和滑翔式返回三类。
第一种是采用弹道式返回的航天器,像炮弹一样,沿着一条很陡峭的路径返回,在穿越大气层时不产生升力,因而不能进行落点控制,所以落点偏差较大,并且过载比较大(可达8g~9g),接近人体所能承受的极限。落点散布也比较大。
航天器返回到地球表面的任务主要包括:实现将宇宙飞行速度减速到落地前的开伞速度;保证再入过程空气产生的力、热等效应满足任务需求;保证再入飞行安全并着陆到要求的落区范围 。
苏联和美国早期的返回式航天器都采用这种形式,如苏联的“东方”号、“上升”号飞船和美国的“水星”号飞船。
第二种是采用弹道-升力式返回的航天器,它一般都采用钟形结构,在穿越大气层时产生一定的升力,因而能够对其飞行轨迹进行一定控制,落点准确度比较高,过载也较小(不大于4g)。美国的“阿波罗”号系列飞船、俄罗斯的“联盟”号系列飞船和中国的“神舟”号系列飞船采用的都是这种返回着陆方式。阿波罗号飞船采用的弹道-升力式返回。
最后一种就是水平着陆,水平着陆返回的航天器也就是有翼返回航天器,最典型的就是美国的航天飞机。它的外形与飞机相似,可实现水平着陆。这种着陆方式过载最小(约1.5g),是航天员感觉最舒服的着陆方式,而且航天飞机控制能力很强,落点精度很高,可以在指定的机场跑道上着陆,也可以重复使用。
二、太空舱返回地面需要多长时间?
太空舱返回地球需要9个多小时左右。
成功返回地球,是需要分为多个步骤的,并不是直接就可以返回地球了。从神舟十三号飞船与太空站核心舱分离,到最终返回地面,太空三人组回家之旅经历390多公里,需要9个多小时。
返回舱返回地球的过程是:
快速返回需要满足比较苛刻的参数条件。正是因为空间站的存在,能够提前对飞船的状态进行设定调整,神舟十三号才具备了快速返回的能力。
绕飞结束后,神舟十三号返回舱正式进入历时48分钟左右的“生死时速”:在降轨之前,神舟十三号首先完成了轨道舱和返回舱的分离。随后发动机开机,飞船逐步下降高度,并在进入大气层之前完成推进舱分离,返回舱进入返回轨道。
飞船返回舱下降到距地面100公里左右即进入大气层,会与空气产生剧烈摩擦,底部温度上升到上千摄氏度,四周被火焰包围,同时舱内会出现震动噪声过载的现象。
在距离地面80公里时,返回舱还会进入“黑障区”,在4-6分钟内暂时与地面失去联系。
最后,在距地面10公里左右的高度,返回舱依次打开引导伞、减速伞和主伞,并抛掉防热大底。在距地面1米左右时,返回舱底部4台反推发动机点火,下降速度降到2米/秒左右,最终安全着陆。
三、火箭发射后,宇航员到底是怎么回地球的?
火箭发射后,宇航员是通过乘坐在返回舱中回到地球的。
首先,宇航员进入返回舱,这个返回舱会被搭载在火箭上一起发射升空。当火箭到达预定的轨道高度后,会与返回舱分离。
然后,返回舱会进行再入大气层的操作,这是一个非常关键的步骤。再入大气层的过程中,返回舱会以极快的速度穿越地球的大气层。这个过程中,由于高速摩擦产生的热量会使返回舱外部燃烧,形成一道亮光。
接着,在接近地面时,返回舱会通过一定的角度进入大气层,并逐渐减速以降低温度和速度。最终,返回舱会安全降落在地面上。
整个过程中,宇航员需要坐在返回舱内,并按照预先设定的程序进行操作。同时,他们还需要承受再入大气层时的高温和强震动等不利条件。
四、航天员返回地球速度多快?
一般为6-7m/s。
返回舱承载了宇航员及大量的精密试验仪器,返回舱的成功回收是载人航天工程中至关重要的一个环节。返回舱在返回地面的过程中,一般都采用降落伞来降低其着陆速度。
由于受降落伞的设计着陆速度限制,载人航天返回舱在陆地上的着陆速度一般为6-7m/s,而对无人返回舱可达10-14m/s。返回舱以这样大的着陆速度着陆时会在着陆瞬间产生很大的冲击,对舱内宇航员及仪器设备造成较大影响。
五、宇航员怎么样回到地球?
宇航员从太空回家的过程,需要大量的科学家经过夜以继日的计算,确定轨道(角度、速度)、确定落点(平坦、空旷、安全)、天气因素(气候稳定)等。
所以,一般落点都选在沙漠地区,这里多地势平坦、视野开阔,而且少雨少云。
宇航员乘坐的航天器与核心仓分离后,并不会马上进入大气层,而是进入返回轨道。
进入轨道后,航天器与轨道舱、推进舱进行分离,分离过程需要产生较大的动能,以便有足够的速度进入大气层,会让宇航员感受到很大的撞击感。
轨道舱、推进舱会在大气层中被燃烧掉,只有宇航员乘坐的返回舱才能回到地球。
然后就是惊险的穿过大气层过程,与大气层的摩擦,会把返回舱的外表面燃烧成一个大火球。
在距离地面40公里左右的地方,返回舱脱离了黑障区;在距离地面10公里左右的地方,返回舱开始降速,会依次拉出引导伞、减速伞。
减速一段时间后,主伞会被拉开,速度进一步降低,此时的下降速度会被控制在8米/秒。
在距离地面约1公里的时候,返回舱的反推器开始工作,速度会再次下降,宇航员的座椅提升,以便缓冲撞击力。
然后着陆,地面工作人员早已在此等候,迎接英雄归来!
六、载人飞船返回地球全过程?
程序一:离“站”上“船”,撤离空间站组合体。神舟十三号载人飞船与空间站天和核心舱首先实施分离。分离前,航天员需要关闭连接天和核心舱与神舟十三号的双向承压舱门,正式撤离空间站。进驻神舟十三号飞船后,航天员需要马上换上出征时穿过的舱内压力服。
程序二:在返回舱值守,等待返航。在神舟十三号飞船返回舱内,航天员还要进行一些返回前的准备,包括返回状态的设置、在轨指令的发送等。
程序三:进入大气层前,完成“两舱”分离。神舟飞船的前段是轨道舱,中段是返回舱,后段是推进舱。在降轨之前,轨道舱和返回舱将首先进行分离。随后发动机开机,飞船逐步下降高度,并在进入大气层之前完成推进舱分离,返回舱进入返回轨道。
程序四:进入大气层,经历高温震动恶劣环境考验。飞船返回舱下降到距地面100公里左右,进入大气层后,是返回过程中环境最为恶劣的阶段。空气密度越来越大,返回舱与空气剧烈摩擦,使其底部温度高达上千摄氏度,返回舱周围被火焰所包围,舱内会出现震动噪声过载的现象,其间会经历4-6分钟的“黑障区”,返回舱此时会和地面失去联系,但地面可以通过电扫雷达等方式进行跟踪。
程序五:打开降落伞,稳稳落地。在距地面10公里左右的高度,返回舱将依次打开引导伞、减速伞和主伞,并抛掉防热大底。在距地面1米左右时,启动反推发动机,下降速度降到每秒2米左右,最终使返回舱安全着陆。
七、载人飞船飞上太空是怎样返回地球了?
载人飞船的返回原理主要是借助了热防护系统,再通过降落伞减速着陆。
1. 载人飞船返回时,进入大气层后速度逐渐加快,同时摩擦和压力也增大,并因此产生大量的热量,而热防护系统可以通过降低表面温度,吸收和散发热量来保证安全。
2. 然后,载人飞船配备了多个降落伞,在高速飞行时启动,对飞船进行减速,使得后面的降落更加平稳,最后将飞船安全着陆。
除了热防护系统和降落伞,载人飞船回馈地球的过程中还有很多其他的技术挑战,包括对大气参数、转移过程、姿态等的多方位精确控制。
此外,宇航员身体状况的关注以及必要的救援准备也很重要。
八、航天飞机返回地球过程原理?
航天器在轨道上的运动是在有心力场作用下基本上按天体力学规律的运动。改变运动速度可使航天器脱离原来的运行轨道转入另一条轨道。若速度的变化使航天器转入一条飞向地球并能进入大气层的轨道,便有可能实现返回。航天器是应用变轨原理迈出返航第一步的。
航天器返回时重新进入地球大气层,称为再入。能够耐受再入飞行环境的航天器又称为再入航天器。再入航天器和再入弹头统称再入体。通常取80~120公里为开始再入的高度。航天器在这一高度上的速度叫再入速度。速度方向与当地水平方向的夹角叫再入角。航天器从环地轨道返回的再入速度在8公里/秒左右(视轨道高度而定),从月球返回的再入速度接近11公里/秒,从行星返回的再入速度为13~21公里/秒(视具体行星而定)。
再入航天器进入大气层后受到空气阻力 (D)的作用,其方向与速度方向相反,大小与大气密度 (ρ)、飞行速度(V)的平方以及表示再入体形状特征的阻力面积(CDA)成正比, 。地球大气虽然稀薄(尤其是高层大气),但如果再入体有较大的阻力面积,气动阻力所产生的减速仍足以将其速度大大减小。至今再入航天器都是利用地球大气层这一天然条件,应用气动减速原理实现地面安全着陆的。
大气减速会使再入航天器内人员和设备受到制动过载的作用。保证制动过载不超过人体或设备所能耐受的限度,也是实现返回的必要条件。大气减速还使再入航天器受到加热。当再入航天器以极高的速度穿过大气层时,由于对前方空气的猛烈压缩和与之摩擦,航天器的速度急剧减小,它的一部分动能转变为周围空气的热能。这种热能又以对流传热和激波辐射传热两种形式部分地传给航天器本身,使航天器表面温度急剧升高,形成气动加热。从月球或行星返回的航天器具有更大的能量,气动加热就更为严重。保持航天器一定的结构外形和防止乘员座舱过热是实现返回的一个重要的技术关键。
九、宇航员上太空是怎么下来?
返回舱降落伞主伞将会调整成双点吊挂,使返回舱以安全的垂直状态落地。
返回舱将会排掉剩余推进剂。同时,航天员的缓冲座椅升起,准备接受着陆冲击力。 在距地1.2米时,返回舱的4个反推火箭点火工作。正常状态下,主伞会使返回舱以7米每秒左右的速度着陆。反推火箭工作后,速度会降到2米每秒以下,可保证航天员的安全着陆。