据中国载人航天办公室消息,太空三人组为期半年的太空任务即将结束。

北京时间4月8号到10号,我国空间站组合体进行了大幅调整,预计不久后神舟十三号飞船将脱离空间站,翟志刚、王亚平、叶光富三名宇航员返回地球。
和此前不同的是,此次回航将首次采用快速返回技术,时间从28小时大幅缩短至8小时,不仅提高了航天任务效率,也增加了三名航天员的舒适度。
那么该项技术究竟有什么实质性优势呢?
为什么能大幅缩短返回的时间?
自发射升空以来,神舟十三号机组成员已经在外太空飞行了近6个月,在轨期间太空三人组开展了一系列的活动,除了对空间站技术进行深入验证外,还进行了两次出舱行走和两次太空授课,标志着我国空间站第一阶段的圆满成功。
由于空间站承载着宇航员全部的生活和科研活动,所以一般空间站的体型都比较大,需要有足够的空间支持航天员完成相关任务。
比如我国空间站的天和核心舱全长16.6米,重量更是达到了20多吨,除了核心舱外还有实验舱以及载人飞船和货运飞船。
在如此浩大的工程下,我国把空间站任务规划分成了三个阶段,第一阶段就是对关键技术进行验证,保证技术运行的可靠性。
第二阶段则是全面建设阶段,我国会发射神舟十四、十五号载人飞船,天舟四号、五号货运飞船,在这之后梦天、问天实验舱也会相继与空间站接轨。
最终完成空间站的建造阶段,完整的空间站将呈T字型结构。

因为以后还要进行多项发射工作,但常规的返回技术都耗时较长,比如我国当年的神舟十二号载人飞船,在2021年9月16日8时56分与空间站脱离,直至17日13时34分才降落在东风着陆场,整个过程耗时近28个小时。
这可苦了航天员了,因为载人飞船的空间十分狭小只够装下三个人,而且里面还可能会挤一些物资和材料,所以通常航天员都是坐在舱内,一坐就是二十多个小时。
而由于载人飞船并不配备厕所,所以在这期航天员无法解决生理上的大小便,在这个狭小的空间内翻个身都困难,还要进行吃吃喝喝的活动,比春运期间的火车都拥挤,可想而知有多么不舒服了。
并且飞船返回的过程十分复杂,并不是脱离空间站后直奔地球那么简单。
简单来说,飞船在轨期间环绕地球的飞行速度非常快,接近7.9km/s的第一宇宙速度,因为只有这样才能抵消地球的引力,从而保证不会直接掉下来,所以返回舱要在进入大气层之前进行减速,选择合适的角度进入大气层。
如果角度没有控制好,飞船可能会接触到大气层的边缘后被弹出去,变成一个太空水漂弹,无法落在预定的着陆点。
接着进入大气层后,返回舱会与密度越来越大的空气产生剧烈摩擦,整个返回舱外围的温度将高达上千摄氏度,当返回舱下降至距离地面30-40公里的高度时,还会有大约240秒的时间失去无线信号,也就是说传说中的黑障状态,此时地面与与返回舱将双向失联。
在以往的返回流程里,最耗时间点就是选择合适的角度进入大气层。
神舟十二号在这一阶段耗费了近16个小时,围绕地球转了十几圈才选好角度,至于真正进入地球的阶段其实只有48分钟。

由此不难看出快速返回技术的核心就是要减少选择角度的时间,用最短的时间再入大气层。
2022年3月30号从国际空间站返回的俄罗斯联盟号载人飞船,就采用了快速返回技术,从脱离空间站到降落在预定着陆点仅仅耗时4小时07分,他们只对地球进行了两次绕圈准备后就开始减速进入大气层。
根据介绍,神舟十三号将在进行返回制动之前将绕飞地球五圈寻找好进入窗口,每绕飞一圈大约为1.5个小时,所以只需要7.5个小时左右就能点火制动。
进入返回程序后与神舟十二号一样,大约需要48分钟就能返回到地球,最后降落在预定的着陆场
以上整个过程大约只耗时8个小时,比先前的神舟十二号缩短了近20个小时。
基于"不能让空间站闲着"的目的,以及6个月太空驻留的惯例,神舟十三号预计将在四月中旬返航,具体时间应该是4月16号左右。
等三名航天员顺利到家后,神舟十四号飞船就会马不停蹄地将下一批航天员送上空间站,再次进行为期6个月的太空生活,并且天宫空间站的其他舱段也将在未来依次升空完成组装,从而让我国的空间站变成完全体。
将一个人置于一艘以9.8米每二次方秒(约35公里每小时)的加速度在太空中飞行的火箭中,他的双脚就会像在地球表面受到重力作用一样牢牢贴在舱室地板上。
爱因斯坦引力与牛顿引力的区别 当然,以9.8米每秒平方的加速度持续直线加速,永远模拟重力,并不是一个非常实际的方法。
更佳的方法是利用离心加速度这一效应,即当人绕轴旋转时(例如在旋转木马上),会感受到一种向外的表观作用力。
这是斯坦利库布里克在他的电影《2001太空漫游》中所利用的现象,这部电影是历史上最优秀的太空和科幻电影之一。
在太空飞船上能否像《2001太空漫游》中那样产生人工重力?图片由SunsetBoulevardCorbisviaGettyImages提供 在电影中,海伍德弗洛伊德博士的航天器停靠在空间站1的轴心位置,该空间站是一个直径275米(900英尺)的环形结构,正缓慢旋转。
当他沿着其中一条辐射状走廊向外前行时,他的体重(即作用于身体的重力大小)逐渐增加,最终到达空间站边缘时,几乎与他在地球上的体重相当。
当然,这与地球上的重力并不完全相同。
如果弗洛伊德放下一个物体,物体不会直接落到地板上,而是似乎被偏转到与空间站旋转相反的方向。
这被称为科里奥利效应。
科里奥利效应说明了一个爱因斯坦所认识到的微妙之处:引力只有在非常小的空间区域内才真正无法与加速度区分开来。
这意味着,尽管我们能够模拟出类似地球重力的环境,但永远无法真正完美地实现。
相关知识(天文术语) 航天器是用于在太空进行科学探索、通信、运输等任务的飞行器。
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图片来源:美国国家航空航天局比尔英戈尔斯 经过3856次轨道飞行和超过10200万英里的行程后,克里斯威廉姆斯完成了一项推进科学并为人类探索月球和火星做准备的任务,返回地球。
NASA宇航员克里斯威廉姆斯在完成国际空间站为期八个月的科学任务后于周日返回地球。
他与俄罗斯航天集团宇航员谢尔盖库德斯韦尔奇科夫和谢尔盖米凯耶夫一同返程。
机组人员乘坐联盟MS28飞船通过降落伞辅助降落,于哈萨克斯坦时间近日下午5点27分在杰兹卡兹甘东南方向安全着陆。
他们于凌晨2点03分离开空间站。
241天以及超过1.02亿英里 Williams、KudSverchkov和Mikaev在发射前往国际空间站后,在太空度过了241天。
任务期间,他们完成了3856次地球轨道飞行,行程超过1.02亿英里。
这次飞行是威廉姆斯和米哈耶夫的首次太空任务,也是库德斯韦尔奇科夫的第二次太空之旅。
74号远征队机组人员(从左至右)美国国家航空航天局宇航员克里斯威廉姆斯以及俄罗斯航天集团宇航员谢尔盖库德斯韦尔奇科夫和谢尔盖米哈耶夫乘坐联盟MS28飞船返回地球。
图片来源:美国国家航空航天局詹姆斯布莱尔 癌症研究、先进制造与太空行走 在轨道实验室工作期间,威廉姆斯参与了众多科学研究和技术演示。
他的工作包括可能支持新癌症治疗方法开发的研究,以及专注于改进太空高性能计算机和电子产品所用材料生产的实验。
威廉姆斯还进行了两次太空行走。
第一次帮助空间站为电力系统升级做准备,第二次则涉及更换Canadarm2机械臂上的一个故障关节。
机组人员的研究和维护工作既可以改善地球上的生活,同时也能帮助美国国家航空航天局为未来人类探索月球和火星做准备。
任务结束后回家 着陆后完成医疗评估,三名机组人员将乘坐直升机前往哈萨克斯坦的卡拉干达,那里是回收团队的基地。
威廉姆斯随后将登上美国国家航空航天局的飞机,前往该机构位于休斯敦的约翰逊航天中心。
联盟号宇宙飞船搭载三名空间站考察组机组人员通过降落伞降落在哈萨克斯坦草原上,距离地面仅几英尺,结束了在国际空间站为期八个月的研究任务。
图片来源:NASA 持续超过二十五年的人类存在 人类在国际空间站上持续生活和工作已有二十多年。
这种独特的环境促成了在地球正常条件下无法开展的科学发现和实验。
该空间站还使NASA能够研究长期载人航天飞行的挑战,发展近地轨道的商业活动,并为未来的任务做准备。
这些努力包括通过阿尔忒弥斯计划前往月球,以及最终的载人火星探索。
相关知识 地球是太阳系中唯一已知存在生命的行星,是人类与无数生物共同的家园。
它呈两极稍扁、赤道略鼓的不规则球体,表面约71%被海洋覆盖,呈现出迷人的蓝色。
地球拥有大气圈、水圈、岩石圈等圈层结构,为生命提供了适宜的温度、氧气与液态水,是目前宇宙中已知最适合生命生存的星球之一。
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