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宇航員是怎么返回地球
宇航員，或稱航天員，全稱宇宙航天員，則指以太空飛行為職業(yè)或進(jìn)行過太空飛行的人。確定太空飛行的標(biāo)準(zhǔn)則沒有完全統(tǒng)一。 接下來由小編為大家整理出宇航員是怎么返回地球，希望能夠幫助到大家！
宇航員怎么返回地球
宇航員返回地球時間：預(yù)計(jì)下午2點(diǎn),神十一返回艙將降落在內(nèi)蒙古阿木古郎大草原,各項(xiàng)準(zhǔn)備已就緒。
神舟十一號飛船與天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室成功實(shí)施分離，航天員景海鵬、陳冬即將踏上返回之旅。截至目前，他們在天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室已工作生活了30天，創(chuàng)造了中國航天員太空駐留時間的新紀(jì)錄。
組合體分離前，航天員在地面科技人員的配合下，撤收了天宮二號艙內(nèi)的有關(guān)試驗(yàn)裝置和重要物品，放置到神舟十一號飛船返回艙中。離開天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室前，景海鵬、陳冬向地面科技人員和關(guān)心支持航天事業(yè)的人們表達(dá)了他們的感謝和敬意。
一天后，神舟十一號飛船返回艙將首次從高度約393公里的軌道上返回，考核從空間站運(yùn)行軌道返回的相關(guān)技術(shù)。天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室將繼續(xù)在軌運(yùn)行、開展有關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，于明年4月接受天舟一號飛船的訪問。
為了確保航天員安全返回，科技人員們也做足了功課。光飛船降落傘主傘就有1200平方米大，有3個籃球場那么大。并且，飛船還是“手自一體”的。此外，通過著陸緩沖技術(shù)的應(yīng)用，航天員可以“軟著陸”。
宇航員返回地球準(zhǔn)備
一、飛船有“自動擋”也有“手動擋”
這一次，為了航天員的安全，GNC(制導(dǎo)導(dǎo)航控制)系統(tǒng)提出了“出現(xiàn)一個故障系統(tǒng)正常工作，出現(xiàn)兩個故障保證飛船安全返回”的設(shè)計(jì)原則，在此思想指導(dǎo)下，502所攻克了一個又一個難關(guān)——先進(jìn)的救生控制技術(shù)保證了航天員從進(jìn)艙、升空，到返回地面各階段的安全;高精度返回控制技術(shù)保證了返回地球時的落點(diǎn)精度，縮短了搜救時間;多種獨(dú)特的控制模式，使飛船即使在陰影區(qū)發(fā)生故障也可確保人船安全。其中，還有一項(xiàng)最低調(diào)的技術(shù)——神舟九號之前就一直存在，但從來沒有使用過，也不希望用到，那就是“手動控制系統(tǒng)”，也就是說，神舟飛船從出生就是“手自一體”的。
手動控制系統(tǒng)是載人航天器區(qū)別于其他航天器的最重要標(biāo)志之一，是航天員生命安全的最后保障，所以手控系統(tǒng)的研制和自控系統(tǒng)是同時啟動的。
二、降落傘1200平方米有3個籃球場大
回收著陸是載人航天活動的最后步驟，也是決定航天員能否安全回家的最后一棒。從1992年載人航天工程立項(xiàng)之始，中國航天科技集團(tuán)公司五院508所就肩負(fù)起我國神舟飛船回收著陸系統(tǒng)研制的使命。
降落傘系統(tǒng)是飛船返回階段的重要?dú)鈩恿p速裝置，它可以將進(jìn)入大氣層的飛船返回艙從高鐵速度降到普通人慢跑的速度。系統(tǒng)由7000多個零部件組成，是目前我國航天器回收降落傘中結(jié)構(gòu)最龐大和最復(fù)雜的系統(tǒng)。
考慮到航天員的舒適度，載人飛船降落傘系統(tǒng)不僅對產(chǎn)品可靠性要求極高，同時還對開傘動載、穩(wěn)定性、下降速度等性能指標(biāo)提出了嚴(yán)格的要求，降落傘的體積和重量方面也受到嚴(yán)格限制。因此，該降落傘系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度非常大。24年來，飛船降落傘系統(tǒng)在構(gòu)成、結(jié)構(gòu)、材料等方面接受了多次改進(jìn)，自神舟八號起增加了傘衣保護(hù)布和牽頂傘，降落傘整體工作可靠性得到進(jìn)一步提高。如今，飛船降落傘已是目前國內(nèi)面積最大、相對質(zhì)量最輕，開傘程序控制、加工和包裝工藝最難，開傘動壓包絡(luò)范圍最大的降落傘。
三、著陸緩沖技術(shù)飛船將“軟著陸”
經(jīng)過與空氣的“軟”摩擦之后，飛船返回艙進(jìn)入著陸緩沖環(huán)節(jié)，這最后一步可是硬碰硬的撞擊。為了讓飛船在“落腳”的一瞬依然保持宇航員良好的乘坐體驗(yàn)，508所將著陸緩沖技術(shù)應(yīng)用于神舟飛船返回艙的著陸緩沖系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了返回艙“軟著陸”。
508所采用的γ光子測距技術(shù)能夠精確控制發(fā)動機(jī)點(diǎn)火高度，下降的返回艙再次“緊急剎車”，進(jìn)一步將下降速度減小到安全速度。從神舟十號飛船開始，γ高度控制裝置首次采用國產(chǎn)化設(shè)計(jì)，填補(bǔ)了國內(nèi)高精度γ光子測距技術(shù)空白，并通過半實(shí)物仿真試驗(yàn)，全面驗(yàn)證了產(chǎn)品性能。使用結(jié)果表明，產(chǎn)品工作可靠，我國從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立解決飛船安全回收的難題。
飛船回收過程一氣呵成，全靠回收分系統(tǒng)的智能控制功能。具體而言，回收分系統(tǒng)具有自行進(jìn)行故障檢測和判斷并自動進(jìn)行主、備降落傘切換的功能。由軟硬件組成的回收控制裝置,可以不用地面臺站和航天員的干預(yù)，自主判斷返回艙所處的返回狀態(tài)，自動選擇不同的程序，發(fā)出回收著陸指令。同時，它還以機(jī)械鐘表控制作為冷備份進(jìn)行保駕，重要控制部件采用了冗余設(shè)計(jì)，從而提高了回收著陸程序控制的可靠性。
四、航天員可手動脫傘回收程序
一旦啟動，就沒有“可逆”的余地，為此，508所設(shè)計(jì)了正常返回、低空救生、中空救生等多種故障情況下的回收工作程序，提高了對飛船不同返回狀態(tài)的適應(yīng)性。自神舟九號起，飛船回收著陸系統(tǒng)在程序脫傘模式的基礎(chǔ)上增加了航天員手動脫傘模式，可以有效避免著陸場環(huán)境對飛船及航天員的威脅，提高了航天員的生存安全性。
由于相當(dāng)部分的試驗(yàn)條件無法滿足，如氣動偏差、大氣環(huán)境偏差和各種特殊返回狀態(tài)等，508所研制了一套針對載人飛船回收著陸系統(tǒng)的半實(shí)物仿真平臺。在該平臺上進(jìn)行的半實(shí)物仿真試驗(yàn)，可與全數(shù)值仿真試驗(yàn)、空投試驗(yàn)進(jìn)行互相印證和對比，形成了一系列完整的針對載人飛船回收著陸系統(tǒng)的試驗(yàn)技術(shù)。
五、主著陸場開展多項(xiàng)搜救演練
按計(jì)劃，神舟十一號返回艙將著陸在位于內(nèi)蒙古四子王旗的主著陸場區(qū)。為確保任務(wù)圓滿成功，主著陸場系統(tǒng)近日開展了多項(xiàng)專項(xiàng)演練，強(qiáng)化復(fù)雜地形條件下的搜索救援能力。由于這是首次在寒冷的冰面上進(jìn)行演練，這給現(xiàn)場救援帶來很大挑戰(zhàn)。和神五、神六返回艙落在平坦開闊的草場不同，神九、神十返回艙著陸區(qū)域的地勢相對比較復(fù)雜，針對這種情況，他們多次進(jìn)行了這種特殊地形的搜救演練。地面搜救分隊(duì)還按照返回艙直立、傾倒等不同狀態(tài)組織了多次專項(xiàng)演練。截至目前，已完成了9次空地協(xié)同綜合演練、14次模擬機(jī)位演練和30多次跟蹤捕獲、醫(yī)監(jiān)醫(yī)保、醫(yī)療救護(hù)、安全保衛(wèi)等專項(xiàng)訓(xùn)練。
六、返回路上考驗(yàn)重重
實(shí)際上，飛船在返回的路上也存在很多危險(xiǎn)因素，針對這些考驗(yàn)，設(shè)計(jì)人員也做了充分的準(zhǔn)備，保證返回艙平安回家。在返回艙穿越大氣層的過程中，返回艙與大氣層的摩擦?xí)a(chǎn)生上千度的高溫。這時候返回艙就像一個火球，如果不采取防熱措施的話，返回艙里的航天員會承受不了高溫，而且返回艙的結(jié)構(gòu)也會受到損毀。當(dāng)返回艙穿越大氣層，到達(dá)距地面大約80到90公里時，因?yàn)楦咚龠\(yùn)動而產(chǎn)生的劇烈摩擦，在返回艙表面會產(chǎn)生等離子區(qū)，出現(xiàn)黑障現(xiàn)象。這時候，返回艙會暫時與地面失去聯(lián)系，不管是聲音、圖像、還是遙測信息，都會全部中斷，剩下的只有等待。這對飛船和航天員的心理都是嚴(yán)峻的考驗(yàn)。這一段“最難熬的時光”大約要3到4分鐘，直到返回艙距離地球大約40公里的時候，“黑障”才會消失。當(dāng)返回艙成功穿越大氣層，下降到距地面大約10公里的高度時，飛船降落傘能否順利打開，是飛船回收著陸系統(tǒng)人員最為關(guān)注的事情。為了保證萬無一失，飛船的返回艙上安裝了主傘、備傘兩套降落傘系統(tǒng)。當(dāng)主傘系統(tǒng)出現(xiàn)故障，無法打開時，備用傘系統(tǒng)也能夠擔(dān)當(dāng)飛船返回重任。
宇航員是怎么返回地球
搭乘飛船返回
一般情況下，宇航員在太空執(zhí)行任務(wù)期間，都有一艘或多艘飛船與空間站隨時保持著對接，預(yù)備或有突發(fā)事件時供宇航員返回地球時使用。宇航員搭乘飛船返回地球大至需要三個半小時。俄羅斯聯(lián)盟號飛船或是我國的神舟十二號飛船，它們最多可搭載三名宇航員自主返回。
驚險(xiǎn)的返回過程
首先宇航員在返回家會收拾好行禮，對工作間進(jìn)行打掃，一切準(zhǔn)備完畢后會進(jìn)入到飛船，穿好返回服并關(guān)閉與空間站對接的艙門。一切準(zhǔn)備完畢后，一組彈射裝置 會將飛船從空間站緩緩?fù)瞥�，并與空間站完成分離。這時飛船推進(jìn)系統(tǒng)開始工作并調(diào)整姿勢。分離后的飛船并不會立即返回，而是會先在軌道上飛行一周，并再次進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整。
在完成姿勢調(diào)整飛船到達(dá)預(yù)訂地點(diǎn)后，推進(jìn)艙上的發(fā)動機(jī)開始點(diǎn)火制動，以降低飛船的運(yùn)行速度。接下來飛船會以無動力飛行狀態(tài)開始下降。進(jìn)入大氣層前，在距離地表140公里的高度時，飛船會分解成三個部分【神舟十二號分解成二部分，分別是推進(jìn)艙和返回艙】，他們分別是 軌道艙，返回艙、設(shè)備艙。軌道艙和設(shè)備艙會在大氣層中燒毀，只有載有宇航員的返回艙才能返回地球。隨著高度的持續(xù)下降，返回艙會在距離地球100公里處的卡門線附近進(jìn)入大氣層。此時的返回艙速度可達(dá)到7.9公里/秒，宇航員會感覺到相當(dāng)于5倍于體重的東西壓在身上。
進(jìn)入大氣層
進(jìn)入大氣層后，返回艙與大氣產(chǎn)生劇烈的摩擦，艙體被一層等離子氣體包裹，并形成電磁屏蔽。此時地面指揮中心將失去與返回艙內(nèi)的聯(lián)系與控制，直到下降到40公里以下時通訊才能恢復(fù)。在距離地表10公里時，回收著陸系統(tǒng)就會展開工作。首先是通過降落傘將返回艙的速度從每秒200米降低到每秒5-6米，隨后 返回艙著陸反推引擎會啟動以5公里/小時的速度 實(shí)現(xiàn)軟著陸。
成功著陸后
地面救援隊(duì)早早的等待著，待返回艙著陸后 首先會仔細(xì)檢查一下返回艙狀態(tài)，確定一切正常后打開艙門。艙門打開后航天員不會馬上出來，而是在醫(yī)護(hù)人員的幫助下補(bǔ)充飲用水和營養(yǎng)液，同時進(jìn)行一些簡單的肢體運(yùn)動來重新適應(yīng)地面重力。為了防止意外發(fā)生，航天員在出艙后的所有活動都是采取坐位。
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