在北京时间1月15日清晨6点20分,美国的载人龙飞船从国际空间站撤离,将4名宇航员带离国际空间站返回地球,在飞行接近10个小时后,这艘飞船成功溅落到美国加利福尼亚州附近太平洋海域。
虽然此前美国载人龙飞船都是从国际空间站撤离后溅落到海里,这艘载人龙飞船也不例外,但是这次返航任务却是备受关注的。因为这艘飞船是提前紧急返航的,它原计划飞行到2月底才结束飞行任务的,至于这艘飞船为什么紧急返航,是因为其中有一名宇航员出现了严重的医疗状况。这是怎么回事呢?
国际空间站原本计划在1月8日进行一次太空行走任务,但是在1月7日,有一名宇航员出现了严重的医疗状况,导致这次出舱太空行走任务紧急取消了,与此同时,NASA也觉得让正在国际空间站执行飞行任务的载人龙飞船提前返航,将宇航员送回来。这是国际空间站25年来第一次因为宇航员出现医疗问题而进行的紧急撤离事件。
参与这次飞行任务的是美国宇航员泽娜·卡德曼和迈克·芬克、日本宇航员油井龟美也、俄罗斯宇航员奥列格·普拉托诺夫,美国方面并没有公布哪一位宇航员出现了身体状况的问题,也没透露他/她的身份,但是可能是美国宇航员。
一般情况下,空间站的乘组都是在轨轮换、在轨交接的,完成交接后,完成飞行任务的乘组才会返回地球。现在这4名宇航员已经提前撤离返回地球了,新的载人航天飞行任务乘组还没发射升空,这或许已经说明了这一位宇航员的身体状况可能比较严重。而在他们撤离后i,国际空间站上就只有3名宇航员在轨执行飞行任务了。
经受1000多℃灼烧后溅落大海
载人龙飞船这次返航的速度还是很快的。从公布宇航员出现身体状况的问题,到载人飞飞船撤离返回地球,也就是大概一周时间。这也说明了这次撤离事件的紧迫性。当这艘飞船从国际空间站撤离返回地球的过程中,它还面临着严峻的挑战,那就是要经受1000多℃高温的灼烧。
如果在晚上返回地球,当飞船从我们的上空飞过去时,我们可能会看到一个燃烧的熊熊火球,它沿着一个方向飞过去,飞行过程中后面可能还会拖着长长的尾巴,后面可能也有一路火花。这就是现在的飞船返航过程中没法避免的高温灼烧的过程。中国的神舟载人飞船、俄罗斯的联盟号载人飞船、美国的载人龙飞船,又或者是其他的航天器,从太空返回地球都会经历这样的过程,无一例外。这是怎么回事?
当然,并不是说飞船、探测器登陆星球的过程中都会面临这样的情况,也不是绝对的。像载人飞船、探测器登陆月球的过程中就不存在这样的现象,但是在登陆地球、登陆火星、金星或者其他有大气层的星球时就存在这样的情况。
这就在于星球是否有大气层。如果是像月球那种没有大气层的星球,探测器、飞船登陆的过程中就不存在剧烈燃烧现象,只有登陆有大气层的星球时才会存在。
这是因为这些航天器飞行速度都很快,像神舟载人飞船、载人龙飞船、联盟号载人飞船在近地轨道飞行时速度都接近地球第一宇宙速度7.9公里每秒,差不多相当于23倍,一秒钟就能飞行超过7公里。飞船、卫星之所以能够长时间在太空飞行,就是因为速度达到了这么快,才能抵消地球的引力。而这也是飞船返回地球过程中剧烈燃烧的一个很关键的因素。
飞船从空间站撤离返回地球的过程中,虽然也会使用发动机进行制动减速,或者进行姿态的调整,但是由于速度实在是太快了,所以在外太空制动减速的阶段,飞船的速度不会大幅度下降,还是相当快的。当飞船以接近7公里每秒的速度闯入地球大气层时,外部的温度就会越来越高了。
因为在进入地球大气层后,飞船遇到的空气密度越来越大,气动加热效应会越来越强烈了,导致飞船外部温度会持续上升到1000多℃。这样的高温足以让大多数材料直接化为灰烬,像火箭残骸、卫星残骸、飞船残骸在经受这么高温灼烧后都会直接化为灰烬的。载人飞船返回舱不怕高温,在经过特殊设计后,能够确保飞船返回舱不会被烧毁,飞船内部还是很舒适的。
在经受高温灼烧后,飞船速度越来越慢,高度也越来越低,不过速度还是相对比较快的,没法直接进行着陆,所以就需要进行伞降。载人龙飞船采用的是4个伞同时伞降的模式。在借助降落伞的减速后,飞船返回舱最后溅落到大海。
飞船选择在海面进行溅落,有很多方面的好处。其中一个好处就是可以借助海水来吸收飞船着陆瞬间的冲击能量,减少宇航员受到的冲击力。另一个好处就是大海的面积比陆地更大,大部分都是公海,原则上是适合飞船随便溅落的。
当然飞船溅落到大海也不是只有好处没有坏处。例如飞船溅落到大海后,海水的晃动会让飞船内的宇航员摇晃。这些宇航员原本在太空飞行了比较长时间,身体还没适应过来,在海面溅落后还要继续面临摇晃的情况。不过,这样的情况不会持续很长时间。
一方面,飞船返航之前,科研人员会提前预测着陆海域的天气状况,只有天气状况比较理想的情况下,飞船才会返航。另一方面,飞船返航之前,搜救队伍已经在附近待命了,飞船溅落到大海之前,搜救队伍就已经来到旁边了,很快就能把海面的飞船打捞上来。
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