飞船返回舱在陆地着陆和在海里着陆,哪种难度系数更大?为什么?
如果海面着陆跳水系数3.0的话,陆地着陆的跳水系数就是3.5,而且神舟十二号返回舱着陆完全压住水花,平稳落地,妥妥的100分。
海上着陆方式的优劣海上着陆又称为溅落式,返回舱依靠打开降落伞落入海中,由海上搜寻船队定位发现并打捞回收返回舱。
海上着陆的优点在于海洋本身可以起到缓冲的作用,减少着陆形成的巨大冲击力对返回舱的损坏,增加能够重复利用的概率。
海上着陆因为有海水的缓冲,不需要设计安装反推的发动机,减轻了载重,可以把省下来的重量和空间留出来搭载其他的设备和物资。
海洋的面积占到地球表面的70%,除了两极有冰川覆盖,大部分海洋地区就是海水,不用太多考虑着陆点的位置。不像陆地上有各种地形地貌,还有人群聚居,看上去面积广实际适合着陆的地方并不多。
着陆海上需要面对的问题是海洋面积太辽阔,搜寻范围广,必须具备很强的海上搜救能力才能及时搜寻到返回舱,时间拖得越久就越难定位。
着陆海上要解决海水倒灌入返回舱的问题,一旦返回舱受损或者漂浮位置变化导致海水涌入就会对宇航员的生命造成危险,必须保证返回舱在水中能够密闭而且正确地浮在水面上。
目前只有美国主要采用海上着陆的方式,在古巴东北方向的北大西洋海域是阿波罗和双子座系列飞船返回舱的降落区域,在澳大利亚东北方向的太平洋海域则是天空实验室系列的返回舱降落区域。
我们为何选择陆地着陆海上着陆需要解决的技术难度并不大,可是我国为什么选择和俄罗斯一样采用陆地着陆的方式,因为迫于现实必须迎难而上。
海面回收返回舱最难的不是返回舱的设计制造能力,其实我们的返回舱历来具备在海上降落的功能,在设计试验过程中会用超级计算机反复计算验证,并且实地模拟入水降落的情况,能够保证宇航员的人身安全可靠。
难度最大的地方是需要一支强大的海上力量去完成搜寻回收任务,在刚开始进行飞船任务的阶段,我们的海上力量相对有限,没有足够数量和质量的远洋船队,就连测绘船都不够,远洋后勤保障的薄弱决定了我们发展陆地着陆的方向。
美国之所以倾向于海上着陆就是他们具备海上强大的机动能力和搜寻能力,能够对返回舱的实际落点作出及时准确地跟踪,在各个海洋区域都有比较庞大的海上力量能够到达现场,不需要从较远的地方去调动船只,能节约大量的时间。
陆地着陆的难度很大陆地着陆的技术难度要高于海面降落,陆地上的地形复杂,除了要避开人们居住的环境,还要考虑降落区域不会对返回舱造成伤害,要方便地面力量能够快速发现并及时赶到现场。
在地面降落对于降落点的位置控制非常重要,对于着陆的精度标准远高于海面降落,对返回舱着陆过程中宇航员的操作控制和地面定位引导提出更高的要求,降落轨迹的计算出现一点偏差,就是谬之毫厘,失之千里。
地面降落相比海上降落是硬着陆,对返回舱产生的冲击力和对舱内人员的作用力更加剧烈,光靠降落伞远远不够,必须增强缓冲作用来减少冲击造成的危害。
陆地着陆在接近地面时,就会启动反推发动机,这就要求发动机在运行过程中要保持稳定,在预定的高度和极短的时间内成功点火,降低坠落的速度,实现软着陆从而保证内部宇航员的安全。
陆地着陆场的选择条件陆地着陆场的选择条件非常严格,必须满足以下条件才可以作为备选。
首先着陆场要位于飞船运行的轨道下方附近区域,就是说飞船围绕地球运行会始终从这片区域上空穿过,返回舱降落的轨迹也要处于这片区域。
第二是面积要足够广阔,返回舱从太空中那么高点降落,位置略微偏差一点点,实际落地的距离就会发生巨大变化,需要着陆区域范围足够覆盖可能存在的偏差导致的落地差距。
第三要保证区域内人烟稀少,高空坠落的物体有很大的重力加速度,碰撞产生的力量会对房屋设施造成严重的破坏,必须要确保不对人民的生命财产安全带来损失。
第四是降落地区的地势要平坦,土地的质地要比较结实,在降落后能够保证返回舱不会翻滚,减少翻滚引起的二次伤害。
第五是降落场的气候条件要好,以晴朗少雨的天气为主,能见度越高越有利于地面搜寻人员去观察搜索,以便及时找到返回舱。
我们具备陆地着陆的强大保障根据陆地着陆的场地标准,我们经过多年的验证和选择,确定了四子王旗作为主着陆场,四子王旗海拔1000到1200米,地处内蒙古腹地,地势平坦,人烟罕至,气候条件干燥少雨,能见度远,非常适合降落后地面人员的快速搜寻和机动救援。
同时为了以防万一,如果降落时气候条件不佳,或者以后有多个任务同步进行,按照严格的标准还挑选了东风着陆场作为备选。
地面保障团队平时保持高强度的训练,进行各种现实突发状况或者恶劣环境影响的演练,从实践中检验可能遇到的困难,考虑到各种气候条件甚至是晚上的搜寻任务。
返回舱采用更加全面的设计,增加了伞具的配置,逐步打开后降低下落速度,调整好降落姿态,等到距离地面1米时,四台反推发动机在20毫秒内同步精确点火,给返回舱提供足够的缓冲作用力实现平稳落地。
每个环节都要求精益求精,对每个零件都要确保不发生纰漏,把如此复杂的细节做到完美是航天人付出巨大的心血和智慧获得的,是无数科研团队共同努力完成的成果,正是有这样一群人在背后默默付出让我们充满信心的走向广阔的太空。
最后要向所有可爱的航天人说一声感谢,道一声平安,你们是真正的支撑我们走向星辰大海的脊梁。
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