原创 中、俄飞船着陆瞬间冒火光、烟尘滚滚,美国、印度飞船为什么不会
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2025-05-26 15:40:50
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目前,只有中国、美国和俄罗斯三个国家具备了进行载人航天任务的能力。航天员的安全始终是第一位的,这也是为什么许多国家尚无法做到确保飞船在发射、在轨飞行后,能够顺利且安全地返航。毕竟,飞船从太空返回地球的过程极其危险,需要承受超过1000°C的高温灼烧。飞船必须在极短的时间内迅速减速,最终成功着陆。

虽然中国、美国、俄罗斯这三个国家都能够发射载人飞船执行任务,并且能够从空间站将航天员接回地球,但它们的飞船设计与着陆方式还是存在显著的差异。尤其是在飞船着陆的时刻,中国和俄罗斯的飞船会直接降落在地面,而美国的飞船则是溅落到海面。此外,中国和俄罗斯的飞船在着陆的瞬间,飞船底部常常会冒出火光和滚滚烟尘,而美国的飞船在着陆时则没有这种现象。为什么会这样呢?

目前使用的载人飞船包括中国的神舟飞船、俄罗斯的联盟号飞船和美国的载人龙飞船。此外,波音公司研制的“星际客机”和猎户座飞船也曾执行过有或无人飞行任务。我国正在研发的梦舟新一代载人飞船,未来也有望加入这一行列。这些飞船在返航时都采用了伞降来减速,并最终安全着陆。

虽然中国和俄罗斯的飞船在着陆时底部会冒火光并伴随烟尘,但大家无需担心,这些现象是正常操作的一部分。与此不同,美国的飞船在着陆时并不会有类似的情况,这也属于正常现象。这些差异并非源于技术上的差距,而是着陆场地的选择造成的。

中国的神舟飞船和俄罗斯的联盟号飞船都会在陆地上着陆,而美国的载人龙飞船和猎户座飞船则选择在海面着陆。飞船着陆时会遭受强烈的冲击力,如果是在海面着陆,海水能够吸收大部分的冲击力,从而减少对航天员的影响。而如果是在陆地上着陆,由于冲击力较大,飞船底部的反推发动机将发挥作用,通过最终的缓冲来减少对航天员的伤害。这就是为什么中国和俄罗斯的飞船在着陆时会冒火光,而美国飞船则没有这种现象的原因。

飞船返航的过程相当复杂,远不是简单地从空间站撤离后直接返回地球。首先,飞船需要经过一系列的轨道调整、姿态调整和舱段分离,才会进入再入大气层的阶段。而当飞船进入大气层时,空气阻力逐渐增大,飞船的速度会迅速减慢,经过一系列的减速措施,飞船才能顺利着陆。

目前有两种主要的着陆方式。第一种是航天飞机的滑翔着陆方式。航天飞机通过滑行来减速,最终在机场跑道上着陆,这样可以调整飞行姿态和方向,精确地降落到预定的跑道,极大地减少了搜救队的压力。另一种方式是通过伞降减速,飞船最终垂直降落到预定着陆点。目前的神舟、联盟号、载人龙飞船和猎户座飞船都采用这一方式。

以神舟载人飞船为例,当它从空间站撤离时,首先会进入单独飞行状态,此时飞船由返回舱、轨道舱和推进舱组成。在外太空飞行时,由于没有空气阻力,飞船无法靠大气来减速,因此需要通过调整姿态,使用推进舱发动机来减速。之后,轨道舱会与飞船分离,只留下推进舱和返回舱组合体。飞船发动机启动后,飞行速度逐渐减慢,轨道高度降低至约140公里时,推进舱将与飞船分离,只剩下返回舱。

当返回舱下降到约100公里时,它就会穿过“卡门线”进入大气层。这时,飞船仍以极高的速度飞行,进入大气层时,气动加热效应会导致温度飙升至1000多摄氏度。在返回舱的迎风面,温度最高,而背风面温度较低,这也是为什么飞船外侧一面会被烧得漆黑,而另一面则会发亮的原因。

进入大气层后,飞船的速度仍然很高,因此需要进一步减速,避免猛烈冲击地面。通常,在下降到约10公里时,飞船会打开降落伞来继续减速。神舟飞船的主伞面积达1200平方米,能够将下降速度降低至7至8米每秒,而这一速度正是降落伞能有效减缓的极限。在美国的载人龙飞船和俄罗斯的联盟号飞船的降落伞操作中,也是采取了类似的方法。

在飞船下降过程中,座椅会升高,用来缓解冲击。而当飞船接近着陆点时,返回舱底部的反推发动机会启动,进一步减速,最终以每秒1至2米的速度实现安全着陆。从现场拍摄的画面可以看到,中国和俄罗斯的飞船在着陆时,底部常常会冒出火光和烟尘,这说明反推发动机已经启动并正常工作。

而美国的载人龙飞船和猎户座飞船则不同,它们在海面着陆时不需要反推发动机的帮助。海水能够有效吸收着陆时的冲击力,减少对航天员的影响。此外,波音公司研发的“星际客机”飞船也在陆地着陆,但它使用气囊来代替反推发动机,迅速充气的气囊能够吸收着陆时的能量,减少冲击。

印度也在积极推动自己的载人航天计划。早在2006年,印度就提出了载人航天的目标,虽然任务推迟了多年,但他们已成功进行了一些相关测试。例如,2007年1月,印度发射了一枚PSLV火箭,将一个重555公斤的返回舱送入轨道进行测试。12天后,这个返回舱成功重返地球并溅落到孟加拉湾。2014年,印度发射了LVM-3运载火箭,成功将“加甘扬”载人飞船的舱体送上太空,返回时也溅落在孟加拉湾。而在2023年10月,印度进行了“加甘扬”载人飞船的紧急逃逸系统测试,发射了一艘飞船至17公里的高度,并顺利溅落到海面。

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