航天员究竟是如何进入空间站的?登上太空第一步就要承受巨大风险,对接更考验技术!

10月26日的11时14分,我国神舟17号载人飞船搭载3名航天员,被长征二号F火箭送上天后,仅仅历时10分钟,就进入了预定太空轨道。

之后经历6.5小时的对接,于17时46分,神舟17号飞船与“天宫”空间站的天和号核心舱前向端口完成对接。

而19时34分,伴随着神舟16号航天员乘组打开舱门,神舟17号的航天员乘组正式从飞船轨道舱进入空间站与之完成会师。

这一过程虽然说起来简单,实际上能够完成就是一项惊人的壮举。不要觉得历时大半天的时间太长,事实上这样的速度早已是世界领先。

在这一过程中的每一个时间段,都不是无意义的时间浪费,相反航天员经历的每一个环节都非常重要。

首先要想进入空间站,就先得“坐火箭”上太空。这一过程虽然耗时最短,但却是风险最大的环节。

在发射前,火箭要进行全面的“身体检查”,并且加注好足够多的燃料,才能保证绝对的飞行安全和能够满足一飞冲天的强大推力。

但是也正因为如此,航天员需要在飞行加速过程中,承受3到4g的重力,对身体素质的要求和承压能力要求极高。

当然航天员在此之前都是经过严格训练的,并且在出征之前,身体也是得到了充分的休息,以最饱满的状态进入载人飞船进行待飞,而火箭在既定发射时间的基础上,也会结合具体的天气窗口时机进行发射。

不过在此之前,航天员会提前穿着好航天服,并且在手上拎着一个与航天服用管道相连的小箱子,其实这个箱子就是给密封航天服,进行通风换气的风扇装置,还是自带供电系统的。

不过这次我国神舟17号航天员乘组,在出征前的仪式上却并未像往常一样拎着“小箱子”,有人认为可能是发射前当地气候凉爽,不过也有分析认为极有可能是中国航天服的技术再次升级。

不过不管怎样,相比于航天服通风问题,火箭能否发射成功则更加关键,整个过程也是极其令人提心吊胆的。

10分钟即可将载人飞船“送”到预定太空轨道,期间火箭发射究竟经历了什么?航天员想要进入空间站又为何还要再历经数个小时呢?

当航天员在工作人员的帮助下,乘坐电梯来到几十层楼高,与火箭顶部搭载飞船齐平的位置,并通过发射架等连接装置进入飞船内部后,是以仰面向上半躺的姿势,坐卧在返回舱的座位上,紧接着在发射前,最后关头的相关检查工作会一一进行汇报,甚至在直播中还能陆续听到各项数据正常的通报。

而真正当一切准备就绪,安全无误之后,发射架也会随之分离。随着发射指令的下达,3、2、1点火,火箭发动机便开始工作,喷出巨龙怒吼一般的火焰,伴随着巨大的轰鸣声,火箭会在镜头中慢慢的升上天空。并且各个点位的雷达跟踪随即启动,每隔几秒就会通报某某雷达跟踪正常。

不过短短20秒之后,从地面拍摄的画面将很难看到火箭的踪影,因为实际上其速度是非常快的,并且在这之后火箭发动机将调整方向和速度,以更快的加速度来摆脱地球引力飞向太空。

120秒后,火箭最上层尖锥状的逃逸塔便会分离,因为此时它已经没有作用了。

而逃逸塔是安装在飞船最顶部,参照羽毛球的栅格翼原理设置的逃生装置,在火箭发射后一旦出现任何故障,在相对低空状态下,运用逃逸发动机帮助航天员安全返回地面。

不过一般来说到高空时,稀薄的大气下,已经不需要其提供的逃逸动力了,相反逃逸塔的自重会拉低主火箭的动力,因此需要将其抛掉。

同时随着一级火箭奋力的推进,其燃料也很快就被耗尽,相应的火箭助推器也会随之自动分离,同时二级火箭会被点燃。

到2分30秒左右时,能抛的此时都会被抛掉,宇宙飞船的整流罩此时也会被无情的“抛弃”。

而裸露在太空中,包括轨道舱和返回舱的载人飞船,此时算是零距离接触了太空环境,航天员甚至可以像坐飞机一样通过舷窗,观察越来越近的太空和渐行渐远的地球。

大概5分钟以后,二级火箭的燃料也将耗尽,三级火箭随即打开点火,并保持继续上升的状态。

直到把载人飞船送到预定轨道,等到8 分 30 秒左右,随着三级火箭的消耗脱,载人飞船的推进舱也露了出来,不过这时不再需要点火推进了,飞船已经基本进入真正的太空,处于完全的失重状态,整个飞船的动力也主要靠打开的太阳能板提供,不过此时距离飞船与空间对接至少还要数个小时。

载人飞船每小时要绕地球飞行2.7万公里,那究竟是如何准确实现与飞船对接的?进入空间站之前又有哪些不为人知的关键环节?

尽管通过火箭将载人飞船送上太空非常危险复杂,但是好歹速度够快,10分钟之内即可搞定。

但是想要让飞船和空间站实现完美对接,就不得不上演一场你追我赶的追逐大戏,并且两者都是以2.7万公里每小时,即1秒钟8公里的超高速度在飞行。

而接下来飞船追赶和对接空间站的时机非常重要,如果采用手动操作,就需要航天员自己一边观察一边调整。

如果是自动控制就是通过地面设备和飞船自身设备配合进行操控,不过也就相当于将控制权从航天员手中转移到地面控制人员手中,这两种方式存在的问题,就是对操作的精细度要求极高,因为太空中没有大气,任何一点小的喷气操作和转向有细微过度,都有可能引发突然的降速增速和轨道偏离。

而地面直接通过计算机输入准确数据,下达指令的调控方式,也很容易忽略掉太空中的实际情况。

因此过去的太空对接,都要经历数个小时甚至数天才能安全的完成。

不过对于中国航天来说,此次神舟17号载人飞船与空间站的对接,直接采用的自主控制方式,区别于自动控制的是,其既不用航天员进行操作,更不用地面进行协助。

而是完全仰仗飞船自主的设备实现对接,玩的就是高科技。

不过对接准头的问题解决了,并不代表对接就万无一失,因为载人飞船与空间站的对接也不是单纯怼上去就行了,如何做到对接机构与空间站前端接口对接后,不仅能够100%锁定,还能够100%密闭就显得尤为重要,毕竟太空中不是地球,如果不能做到密闭将是灾难性的后果。

而除了对接后用12把对接锁进行紧密的密封外,飞船对接口的密封圈还采用双圈的设计,起到双层保护。

当对接完全成功之后,航天员会先从返回舱进入飞船轨道舱,然后对飞船连接机构与空间站对接口连接机构,共同形成的真空通道内进行复压。

简单的说,这个通道就是两扇门怼上之后形成的通道,也是航天员进入空间站的通道。而这边进入的航天员从轨道舱打开舱门,那么迎接的航天员从空间站打开舱门,就最终完成了进入空间站的任务。