神舟著陸火光四濺,是技術不行?別急,這才是真正的中國智慧!

在4月2日,美國發射了一艘獵戶座飛船,這艘飛船經過大約10天的飛行時間,完成了一次載人繞月飛行任務。參與本次飛行任務的4名宇航員順利來到月球附近,然後飛掠了月球後,就開始返回地球。

在4月11日,這艘獵戶座飛船成功回到地球,在經受大約2700℃高溫的灼燒後,飛船成功濺落到預定的海域。

相信很多網友都看到獵戶座飛船發射升空以及返回地球的畫面,細心的會發現,獵戶座飛船返回地球後直接就掉入大海的,不像我們的神舟載人飛船那樣在著陸的瞬間底部冒火光。這是為什麼呢?

為什麼會冒火光

看到我們神舟載人飛船在著陸瞬間冒火光,現場的灰塵被吹起來,灰塵滾滾,可能有一些網友認為是我們的飛船著陸速度太快了,衝擊到地面才出現這樣的情況,認為是技術不行。

實際的情況不是這樣的,神舟載人飛船、聯盟號載人飛船著陸瞬間都會冒火光,但這不是飛船撞擊地面產生的,而是飛船本身的設計就是這樣的,這是正常現象,是飛船在進行最後的緩衝減速,大家完全不需要擔心。我們看下飛船返回地球的過程就知道原因了。

大家也知道,這些飛船想要在太空飛行,那就必須要達到足夠快的速度。想神舟載人飛船在近地軌道飛行時速度接近地球第一宇宙速度7.9公里每秒。

只有達到這麼快的速度,飛船才能長時間環繞地球飛行,那些衛星、探測器、空間站的情況也是這樣的,都是達到或者接近這麼快的速度才能長時間在軌運行。

我們平時看到的那些火箭殘骸、衛星殘骸、飛船殘骸墜落地球,本質上就是它們沒法維持足夠快的速度,所以飛行高度會不斷下降,然後就會墜落地球大氣層燒毀。

而去月球執行飛行任務的飛船、探測器速度會更快,起碼要接近地球第二宇宙速度,也就是接近11.2公里每秒。同樣的,從月球軌道返回地球的飛船、探測器的速度也是差不多這麼快的,要比在近地軌道飛行的飛船、探測器的飛行速度更快,每秒鐘快三四公里。

不管這些飛船、探測器、衛星之類的航天器是在近地軌道飛行,還是在月球軌道飛行,它們想要重返地球實現著陸,那就必須要減速才行,也就是把接近地球第一宇宙速度、第二宇宙速度降低到0。

而飛船從這麼快的速度降低到接近0的速度,這個過程是很快的,不可能花費很長時間去完成這樣的減速,整個過程也就是幾十分鐘。

在進入大氣層後,飛船會遇到越來越濃密的空氣,在這個過程中飛船的動能、重力勢能會轉化為熱能,飛船外部溫度會飆升到1000多℃,從月球軌道返回地球的獵戶座飛船外部溫度會飆升到2700℃。

雖然有空氣阻力讓飛船速度降下來,但是單純通過氣動減速,飛船的下降速度還是很快的,只能降低到200米每秒左右的速度。

所以緊接著,飛船就會進行傘降,也就是打開降落傘進行進一步的減速了。不同國家的飛船採用的降落傘不同,像我們的神舟載人飛船採用的是一個面積達到1200平方米的主傘,而美國的載人龍飛船則是打開4個傘同時進行傘降,這一次執行載人繞月飛行任務的獵戶座飛船和我國正在研製的新一代夢舟載人飛船都是採用3個主傘進行傘降。

雖然不同飛船開傘的數量不同,但是目的都是讓飛船的速度降下來,降低到安全的水平。畢竟如果沒有進行傘降的話,飛船著陸的速度會很快,超過100米每秒,那就不是軟著陸了,而是硬著陸了。

如果是那麼快的速度進行硬著陸,別說飛船內的航天員受不了,飛船的很多儀器設備也受不了的。

即使有降落傘進行傘降,飛船的下降速度也是有限的,不可能實現懸停再慢慢著陸,下降的速度還是可以達到7米每秒左右,這差不多就是傘降過程減速的極限了,飛船沒法繼續降低速度了。

為了讓飛船以更慢的速度進行著陸,那就需要進行一次最後的緩衝,我們的神舟載人飛船、俄羅斯的聯盟號載人飛船返回艙底部都有反推發動機,在著陸的瞬間,這些反推發動機就會啟動進行緩衝。

大家也知道,這些發動機的推力是巨大的,而且是在距離地面大約還有1米時啟動的,所以強大的推力就會吹起著陸點附近的灰塵,而發動機噴出的氣流,讓我們看起來就像飛船底部在冒火光那樣。

這其實是正常情況,如果神舟飛船著陸瞬間,這些反推發動機沒法啟動那才不正常。所以,大家看到飛船著陸瞬間底部冒火光,大家不需要擔心。

獵戶座飛船不需要反推發動機,是不是他們的降落傘更加先進,讓飛船下降速度達到了很慢的水平呢?其實不是的,他們的飛船不需要反推發動機,不是下降速度比我們的更慢,而是他們的飛船選擇在海面進行濺落,就是說直接「丟」到大海。海水就吸收了飛船著陸瞬間的動能,起到緩衝的作用了,自然就不需要反推發動機了。

這是地球有大氣層、有海洋的情況下,獵戶座飛船才不需要進行發動機緩衝著陸。如果地球沒有大氣層的話,飛船在返回地球的過程中就不能傘降了,只能全程通過自身的發動機進行減速,最後懸停進行軟著陸。

這其實可以參考探測器、飛船登月的過程。如果順利的話,美國將會在2028年實施阿爾忒彌斯4號任務,發射獵戶座飛船進行載人登月。當宇航員乘坐登月艙進行登月時,就不會有傘降的過程了,在著陸的瞬間,登月艙發動機強大的推力也會吹起月球表面的灰塵。

同樣的,我國正在研製新一代夢舟載人載人飛船、新一代長征十號載人運載火箭,按照計劃,我國也將會在2030年之前實現中國人的第一次載人登月,到時候我們的飛船進行登月時,一樣不需要進行傘降,而是使用發動機進行減速、著陸。