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许向长空倾碧血,留见星虹贯九天 | 关于失重三十三天 你需要知道的小知识

2016-11-18 复旦研究生 复旦研究生

10月17日7时30分,搭载神舟十一号载人飞船的长征二号F遥十一运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射,约575秒后,执行与天宫二号交会对接任务的神舟十一号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,顺利将景海鹏、陈冬2名航天员送入太空,飞行乘组状态良好,发射取得圆满成功。这是我国的第六次载人飞行任务,也是我国持续时间最长的载人飞行任务。


11月17日,神舟十一号飞船与天宫二号空间实验室成功实施分离,航天员景海鹏、陈冬将踏上返程。主着陆场位于内蒙古四子王旗,预计返回地球降落时间为今天下午2点。本文将送上直播地址,可点击阅读原文跳转。


在飞船即将归来的时刻,让我们再来详细了解一下这次飞行任务中使用的大国重器吧


文 | 航空航天系15级硕士研究生 江维青


飞天神器:神舟十一号载人飞船
神舟十一号载人飞船是本次发射任务的核心,它高9米,最大直径2.8米,起飞质量8吨。发射升空后,就会与等候已久的天宫二号空间实验室对接,成为一座小型空间站,也是两位航天员在太空中的新家。

神舟十一号是三舱结构,由轨道舱、返回舱和推进舱组成。


轨道舱也称太空舱,是进入轨道后航天员工作、生活的场所,里面除备有食物、饮水和大小便收集器等生活装置外,还有空间应用和科学试验用的仪器设备。轨道舱前端安装自动式对接机构,具备自动和手动交会对接与分离功能。


返回舱又称座舱,是航天员的“驾驶室”,也是航天员往返太空时乘坐的舱段,为密闭结构,前端有舱门。


推进舱,又叫仪器舱,呈圆柱形,内部装载推进系统的发动机和推进剂,为飞船提供调整姿态和轨道以及制动减速所需要的动力。

 神舟十一号此次飞行的主要任务是为天宫二号在轨运营提供人员和物资天地往返运输服务,进一步考核载人天地往返运输系统的功能和性能,特别是空间站运行轨道的交会对接技术;与天宫二号空间实验室对接后完成航天员中期驻留试验,考核组合体对航天员生活、工作和健康的保障能力,以及航天员执行飞行任务的能力。

深空之光:天宫二号空间实验室
天宫二号与是中国第一个真正意义上的空间实验室。早在2016年9月15日,它就被送入太空,等待着与神舟十一号的交会对接。它全长10.4米,最大直径3.35米,太阳翼展宽约18.4米,重8.6吨,设计在轨寿命2年。与神舟十一号对接后将成为中国第一个真正意义上的空间实验室。

天宫二号在外观上与2011年发射的天宫一号类似,都采用实验舱和资源舱两舱构型。舱内宇航员活动的范围约为16到18立方米,按6立方米即可满足住一人居住的人机功效看,天宫二号上住两位航天员也还是比较宽敞的。


为了方便航天员的工作和生活,天宫二号运用了许多人性化的设计:舱内灯光采用米黄色色调,亮度可手动调节,甚至还为每个航天员安装了床前灯;航天员可在空间实验室收到地面电视信号,能跟家人进行天地通话和私人通信;为保证航天员在微重力环境下身体机能不衰退,天宫二号配置了力量训练设备,并定期对航天员心血管和身体医学指标进行监测。

 

发射天宫二号的主要目的是接受神舟十一号载人飞船的访问,完成航天员中期驻留,考核面向长期飞行的乘员生活、健康和工作保障等相关技术;接受天舟一号货运飞船的访问,考核验证推进剂在轨补加技术;开展航天医学、空间科学实验和空间应用技术,以及在轨维修和空间站技术验证等试验。


比较之前的天宫一号,神八、神九、神十的航天员在上面只停留约1到2个星期,这次天宫二号要确保神十一的航天员能待够 30 天。


使命必达:长征二号F运载火箭

如果说神舟十一号是本次“航天快递”的包裹,那么长征二号F型运载火箭就是最称职可靠的快递员。


它是长征二号家族中的最新改进型号,主要用于发射神舟系列载人飞船。长征二号F也是我国航天史上技术最复杂、可靠性和安全性指标最高的运载火箭,能够安全可靠地将飞船送入预定轨道。到目前为止,长征二号F型火箭已经成功地将4艘神舟号无人飞船和神舟五号、六号、七号载人飞船、天宫一号、神舟八号、神舟九号、神舟十号、神舟十一号载人飞船送入太空预定轨道,发射成功率达到100%,取得十全十美的战绩。



火箭由四个液体助推器、芯一级火箭、芯二级火箭、整流罩和逃逸塔(发射空间站则不包含)组成。它全长达58.34米,是目前我国所有运载火箭中长度最长的火箭,安全系数达0.97。火箭首次采用垂直总装、垂直测试和垂直运输的“三垂”测试发射模式。因多次成功发射神舟系列飞船并被央视直播报道其发射过程,已成为中国长征系列运载火箭家族中的“明星”火箭。 


长征二号F运载火箭包括发射目标飞行器(天宫二号实验室)和载人飞船(神舟十一号)两个太空状态,像一对孪生兄弟。


从外形上看最大的区别在火箭顶端,用于发射目标飞行器的没有逃逸塔装置,整流罩尺寸比较大,达到4.2米,而用于发射载人飞船的火箭整流罩只有3.8米。逃逸塔是载人航天任务空间运载器中必备的应急系统,一旦火箭在发射过程中(0-110千米的高度)出现意外,它可以随时启动,拽着整流罩里面的轨道和返回舱与火箭分离,帮助飞船上的航天员脱离险境。

 发射目标飞行器状态的长征二号F称为“T”系列,发射载人飞船的长征二号F称为“Y”系列,“T”系列火箭由箭体结构系统、动力系统、控制系统、利用系统、遥测系统、外安系统、故检系统、附加系统和地面支持系统共计9个系统组成。用于发射载人飞船的“Y”系列由于增加了逃逸塔系统,其系统的数量比“T”系列多1个。“T”系列是运载能力达到8.6吨,比“Y”系列火箭的8.15吨多0.45吨。运载能力提高是一是因为‘T’系列取消了逃逸塔系统,减少了本身的一些重量;二是火箭助推器采用了新的设计,增了火箭推进剂的加注量,使得运载能力提到至8.6吨。”

新老搭档“飞天”一月全回顾

天宫二号空间实验室9月15日发射升空,神舟十一号则在10月17日成功升空,将景海鹏、陈冬两名航天员送入太空。这是航天员景海鹏(左)、陈冬在出征前挥手。



10月19日,神舟十一号与天宫二号对接环接触,在顺利完成一系列技术动作后,两个飞行器形成组合体。航天员成功进入天宫二号。


10月20日,航天员开展太空养蚕实验,完成首次太空跑台训练以及在轨眼手协调、听力等身体机能的测试。同日,天宫神舟组合体由倒飞状态转为正飞。


10月21日,两名航天员进行在轨脑力负荷、在轨情绪特征研究等实验和测试。


10月22日,航天员通过笔记本电脑收发邮件、实时下传实验数据。




10月24日,景海鹏50岁生日,接受了工作人员来自地球的祝福。当日,天宫神舟组合体首张合影图像传回到地面。



11月9日,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平来到中国载人航天工程指挥中心,同景海鹏、陈冬通话。


11月17日,景海鹏和陈冬将开始进行撤离天宫二号的准备工作,并进入神舟飞船,之后将返回地面。


返程直播间

11月17日,神舟十一号飞船与天宫二号空间实验室成功实施分离,航天员景海鹏、陈冬将踏上返程。主着陆场位于内蒙古四子王旗,预计返回地球降落时间为今天下午2点。截至目前,他们在天宫二号空间实验室已工作生活了30天,创造了中国航天员太空驻留时间的新纪录。


组合体分离前,航天员在地面科技人员的配合下,撤收了天宫二号舱内的有关试验装置和重要物品,放置到神舟十一号飞船返回舱中。离开天宫二号空间实验室前,景海鹏、陈冬向地面科技人员和关心支持航天事业的人们表达了感谢和敬意。


那么,神舟十一号返回舱将如何着陆呢?


神舟十一号飞船返回舱飞入大气层之后,在距地面十公里左右的高度时,降落伞会打开,为神舟十一号减速。




飞船返回路上的使用的降落伞,是由三种各司其职的降落伞组成的小家庭。三种伞中,最小的引导伞直径有2米多,最大的主伞面积则达到了1200平方米。当飞船到达距离地面十公里左右的高度时,这三种伞组成了降落伞家庭,就要开始发挥它们各 50 30353 50 15288 0 0 2545 0 0:00:11 0:00:06 0:00:05 3039 50 30353 50 15288 0 0 2076 0 0:00:14 0:00:07 0:00:07 2919 50 30353 50 15288 0 0 1827 0 0:00:16 0:00:08 0:00:08 2934 50 30353 50 15288 0 0 1689 0 0:00:17 0:00:09 0:00:08 3420自不同的作用了。


返回舱出黑障区之后就是自由落体,那么到了10公里高度之后,这个回收主开关接通,它有一个10公里高度的静压高度计,那么接通之后呢,会主动打开降落伞。那么首先是弹伞舱盖,弹开之后就是大概1秒钟左右展开引导伞。


引导伞是一个4.25平米的小伞,它主要的目的是拉出减速伞,减速伞的面积稍大一些,有24平方米,它的作用就是对整个返回舱进行减速,能够将返回舱的速度由200多米每秒减到100米左右。减速伞工作一定时间以后,减速伞进行分离,要拉出1200平米的主降落伞。



随着主伞的打开,返回舱的速度降到了每秒7米左右,随着主降落伞平稳地缓慢下降。返回舱下降至距地面一米高度的时候,会打开反推发动机来点火,在最后落地的瞬间对航天员起到一个缓冲保护的作用。


从伞舱盖打开到着陆的全程,大约需要12分钟,返回舱的下降速度也从每秒220米慢慢降到着陆前的每秒3米左右。为了保证安全性,神舟十一号飞船上还有一套备用降落伞系统,如果在返回过程当中,主降落伞系统出现故障,控制系统能够识别故障,自动转入备降落伞系统工作,最大程度来保证神舟十一号飞船安全着陆。


以下是直播地址,也可点击阅读原文跳转,敬请大家关注:

http://tv.cctv.com/live/cctv1/


图片来源于网络


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