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北京時間2022年4月16日09時56分，神舟十三號載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場成功著陸，三名航天員落地后表示“感覺良好”。
載人航天，人命關(guān)天。神舟十三號返回地球可以說是過程復(fù)雜、驚心動魄，要依次經(jīng)過軌返分離、推返分離、再入、過黑障區(qū)、開降落傘、開著陸緩沖發(fā)動機等關(guān)鍵飛行事件及環(huán)節(jié)，返回過程還要經(jīng)過嚴酷的空間環(huán)境和軌道條件的考驗。
值得一提的是，神舟十三號這次的返回預(yù)測相當精確，實際落點和預(yù)報落點只差了區(qū)區(qū)130米，可以說是在萬里之外打了個十環(huán)。
為何如此精準？4月24日的中國空間站等你來出差航天思政課上，北京航天飛行控制中心空間站任務(wù)副總師李大琪也被問到了這個問題。
【精度控制穩(wěn)操勝券】
據(jù)介紹，神舟飛船返回主要靠制動，制動控制量需要精確計算，計算時要充分考慮開傘以后高空風(fēng)對返回艙運動的影響，制動后要根據(jù)測量數(shù)據(jù)，擇機對預(yù)報落點進行修訂，從而逐漸逼近最終落點。
同時，技術(shù)人員還為神舟十三號飛船配備了一套“著陸輕功”。
首先是返回軌道維持，調(diào)整飛船的軌道平面，使飛船星下點軌跡經(jīng)過返回瞄準點；
隨后是返回制動，通過制動的速度增量和發(fā)動機開機時刻，確保再入角和返回航程，為精準著陸提供保障；
最后是返回艙升力控制，進入大氣層后，返回艙通過一系列姿態(tài)機動，巧妙利用空氣動力產(chǎn)生的升力，進行航向和橫向運動的控制，精準調(diào)整預(yù)定的著落點，最終精準著陸。
【溫度控制“火候適中”】
返回艙進入大氣層后，將與空氣發(fā)生劇烈摩擦，艙體表面局部溫度可達上千攝氏度。
為了確保艙內(nèi)溫度依然舒適，飛船控溫的主要手段就是依靠防熱結(jié)構(gòu)對艙內(nèi)進行保護。
為此，科研人員在艙體表面設(shè)計了防熱涂層，敷設(shè)有一層燒蝕材料，當溫度達到一定程度時燒蝕材料升華脫落，帶走大量熱量。
此外，返回前會實施“熱控預(yù)冷”，提前將返回艙溫度降低少許，使返回艙再入前溫度有一個較低的基準。
【速度控制恰到好處】
神舟飛船在軌道上運行的速度大約為7.8千米/秒，接近第一宇宙速度。
在如此快的速度下，要確保航天員的安全，就必須對返回地球時的最終著陸速度進行控制。
為實現(xiàn)這一目標，技術(shù)人員在飛船研制階段開展大量試驗驗證和數(shù)據(jù)判讀，保證飛船在著陸過程中逐步降低速度，那就是返回前由推進艙軌控發(fā)動機實施制動，降低軌道能量和軌道高度，確保飛船順利再入大氣層；
返回艙具有特定氣動外形，進入大氣層后依靠空氣動力產(chǎn)生的阻力和升力減速；
返回艙運動至距地面附近時打開降落傘，進一步降低速度；
著陸瞬間開啟返回艙底部的著陸緩沖發(fā)動機，最終將落地速度降低到航天員可適應(yīng)的范圍內(nèi)。
另外，為了進一步提高返回任務(wù)執(zhí)行效率，縮短地面飛控實施時間，提高航天員返回舒適度，神舟十三號還首次實施了快速返回。
通過對飛行任務(wù)事件進行合理裁剪和調(diào)整、壓縮操作時間，將返回所需時間由以往的11個飛行圈次壓縮至5個飛行圈次。
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