返回舱
返回舱,又称座舱,它是航天员的“驾驶室”,是航天员用来返回地球的舱。
编辑摘要卫星的返回部分,称作返回舱。舱内装有仪器、胶卷、磁带、试验样品以及科学数据和遥感资料等等。现代的宇宙飞船一般由轨道舱和返回舱组成。
返回舱又称座舱,它是航天员的“驾驶室”。是航天员用来返回地球的舱,抛弃轨道舱之后减轻了重量,因此更容易实现。密闭结构,前端有舱门。
防热层
前苏联的加加林乘坐的是两舱式东方号飞船。后来的事实证明,只有三舱结构才是比较合适的。
飞船返回时,几乎以每秒7.9公里的高速,沿着十分陡的路线下降,与大气剧烈摩擦产生的高温和过载,使飞船和航天员面临着严峻考验。严酷的现实使科学家不得不进行选择:把必须返回地面的仪器设备返回,不需要的就留在轨道上继续工作或遗弃。这样使飞船返回的重量大大减轻,技术难度大大降低。
飞船的飞行需要动力,于是必须要有个推进舱;航天员在太空中需要工作生活场所,必须要有轨道舱,这个舱将来还可留在空中继续科学试验。分舱段的飞船另一好处是,增加了可靠性和安全系数,一个舱发生故障,其他舱还可工作。
返回舱返回时会在重力的作用下重新进入大气层,气流千变万化将使高速飞行的返回舱难以保持固定的姿态,因此必须把返回舱做成不倒翁的形状,底大头小,不怕气流的扰动。
与大气剧烈摩擦时,会在舱表产生数千度的高温,如果不解决防热问题,飞船将会像流星一样,还没等落地就烧成了灰烬。返回舱表面有一层防热层,是用特殊的烧蚀材料做成的,防热原理就是通过材料的燃烧而把热量带走,经科学家试验研究发现,大钟的形状相对有利于实现防热目标。
降落伞
返回舱在降落过程中,至少要“打”三把伞——引导伞、减速伞、主伞,共三把伞。如有必要,还有第四把伞——备份伞。中国神舟六号降落伞主伞的面积为1200平方米,全长达70多米,伞衣有20多米长,叠起来却只有一个手提包大小,重量仅90多公斤。
返回舱本身无动力,但飞船的样子是由两部分组成,前面一个小一些的椎体是返回舱,而后面还有一个较大的柱体可以称其为服务舱,哪里有动力等很多装置。当要返回时动力装置使飞船减速就可以使飞船以螺旋状轨道回到地面。当进入返回轨道后这两部分就会分离了。
返回舱溅落在海面上的生存方法
降落的返回舱根据其技术和使用特性(密封性、飘浮性、携带有生保设备等)能够保障航天员长时间生存在其中。当返回舱溅落在海面上时,航天员为生存进行的活动包括:选择适宜返回舱停留的地点和停留姿态;使用舱载无线电系统与外界联系;利用返回舱内的应急物品;着航天服或潜水衣离开返回舱。航天员离开返回舱后漂游时进行的活动包括:建造救生筏以便乘员组集体行动;给潜水衣充气;食用便携式应急装备内的食物和水;使用应急无线电及光学信号设备同外界联系;向搜索救援直升机或舰船靠近。
当返回舱飘浮在水面上,而换气孔关闭时,如果返回舱内的温度和气体成分在允许的范围内,那么为了保障安全,航天员留在返回舱内更为合适;除非万不得己,航天员不要离开返回舱。
返回舱降落在地面上的生存方法
当返回舱降落在沙漠上时,航天员应利用返回舱和降落伞建造防风沙掩体。冬季,当返回舱降落在森林沼泽地或冻土地时,航天员应利用返回舱与其他器材建造防寒掩体。
神舟载人飞船的最上部为轨道舱、中部为返回舱、下部为推进舱。
在绕地飞行中,“神六”的轨道舱与返回舱分离后,还将继续在轨飞行,进行一系列科学实验,同时还能作为未来空间交会对接的一个目标飞行器。作为“一室”的返回舱是航天员在发射、返回和驾驶飞船时待的地方,作为“一厅”的轨道舱则是航天员工作和休息的场所。
首先是确保密闭性。与飞船其它载人舱段一样,返回舱有很高的密封性。但与轨道舱不同的是,返回舱在高温、高压作用下仍需保证气密性。为避免与大气剧烈摩擦产生的高热烧穿舱壁,返回舱表面涂有烧蚀材料,利用材料的热解、熔化、蒸发等方式散热。这种材料是石棉、玻璃与酚醛掺合形成的复合材料。直径2.5米的神舟返回舱表面积有22.4平方米,防热材料总重量约500千克。为避免局部过热,返回舱有滚转调姿发动机,会通过自转来均匀受热。有了这么多保护措施,仍要考虑座舱破裂的可能性。届时身着密闭航天服的航天员将接管自动驾驶仪、通过手动操作备份系统,控制飞船紧急返回。
安全进入大气层后,还需进一步控制落地速度。返回舱落地的速度,不能超过3米/秒,神舟七号返回舱采用1200平方米的主降落伞来降低飞船下落速度。为了保证能够正常打开,降落伞经过了多次的空投实验。为防万一,还有备用伞应急。在离地面1.2米时,返回舱下部的4台缓冲发动机就会启动,再给返回舱一些向上的推力,保证“软着陆”的效果。如果缓冲发动机出现问题,返回舱将像秤砣一样砸在地面上,这时航天员座位下的缓冲系统就要发挥作用,它能像弹簧一样提供缓冲,保证航天员的安全。
如果因特殊情况,飞船不得不在海面迫降,返回舱入水后将自动释放出染色剂,把周围海水染为荧光色,并及时发出GPS定位信号,方便救援人员在海上快速发现目标。
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