中美飞船降落方式的不同,引发了人们的好奇和探究。事实上,这两个问题之间存在紧密的关联。
首先,我们来看降落伞的问题。在中国神舟飞船的返回舱降落时,使用的是一个红白相间的单一降落伞。而相比之下,美国航天飞机返回舱则采用三个群伞。
这引发了一个问题,即为什么中国不用三个降落伞,而是选择单伞的方式。事实上,这是由返回舱的重量决定的。
我们知道,中国神舟飞船返回舱的重量一般在3吨左右,而美国的阿波罗返回舱重量一般达到7吨。而SpaceX的龙飞船返回舱重量甚至能达到10吨。
显然,越重的返回舱对降落伞的要求就越高。降落伞的迎风面积越大,减速效果也就越好。
为了满足减速的需求,中国自制的航天降落伞采用了超高分子聚乙烯纤维材料。展开面积达到了平米,相当于三个篮球场,这也是世界上最大的单伞。
即便是世界上最大的单降落伞,也只能确保将3吨的返回舱从m/s的速度降至6m/s。
而如果返回舱的重量过大,单个降落伞的展开面积就无法满足要求。增加降落伞的展开面积并不是单纯增加材料的问题,也会增加相互缠绕的风险。
因此,当返回舱的重量超过5吨时,一般会使用群伞的组合来增加迎风面积。
这里需要强调的是,采用群伞并没有太高的技术要求,而是我国的返回舱重量远不足以使用群伞。
未来随着我国空间站进驻宇航员数量的增加,飞船单程载人数量也将提升,返回舱的重量会随之增大。届时,我国肯定会采用群伞的方式。
接下来,我们来看降落地点的选择。
美国的返回舱通常降落到海上,而中国的返回舱则降落到陆地上。
这是由于两国的条件和需求不同所决定的。
美国作为海洋霸主,全球各个海域都有舰船的部署,因此在海上打捞返回舱十分便利。即便落地点偏差上千公里,美国也可以快速部署船只进行打捞。
而中国目前还没有达到这个水平。如果返回舱降落点出现偏差,落到别国海域上,那么打捞就会牵涉到外交问题,处理起来十分复杂。
虽然看起来降落到海上似乎更为便捷,但其实降落到陆地上也有优点。
首先,降落到陆地上要求返回舱上设计反推装置,这是必不可少的。返回舱在陆地上降落之前,需要进行多次的减速。
这时,就需要运用反推发动机来降低降落速度。在返回舱靠近地面时,会发出剧烈的火花,这是反推发动机工作的结果。
返回舱降落时,需要经历三次减速。首先,在和空间站分离时,速度略低于第一宇宙速度,大约为7.6km/s。然后进行降速降轨,直到速度不能维持在绕地线速度时,返回舱会瞬间坠入大气层。
在大气层中,返回舱会和大气层剧烈摩擦,形成等离子群,导致通信中断。经过这一过程,返回舱在距离地面10公里的高度时,其速度可以减至m/s。
这时就需要打开降落伞,进行第二次降速。虽然返回舱的主降落伞结构很强,但在强风的作用下,有可能发生伞绳缠绕的情况。因此,在打开主降落伞之前,必须先打开引导伞,将速度减至m/s。
最后,在距离地面1米的高度,启动反推器,将速度减至2m/s。随后,返回舱才能安全着陆。
总的来说,降落到陆地上需要在返回舱上增加一些降落装置,但同时也提供了更多的安全保障。这样的方式在技术上可能稍微复杂一些,但是实际上并没有太大的难度。
随着我国航天事业的不断发展和空间站的完善,返回舱的载荷将会增加。届时,我相信中国也会逐步发展出更先进的降落技术,到达海上打捞的水平。
以上就是中美飞船降落方式的不同之处。通过对这两个问题的解答,我们可以更好地理解和欣赏航天事业的发展。无论是使用单伞还是群伞,降落到海上还是陆地上,每一次的降落都是航天领域的壮举,都值得我们的期待和赞赏。