太空出差三人組幹了什麼? 為何去時6.5小時, 回來卻要28.5小時?
神舟十二號從第一天8點56分與
空間站
分離,再到第二天中午13點34分穩穩精準著陸於東風著陸場,共歷時約
28小時
。
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有些網友發出疑問:長征二號運載火箭送神舟十二號飛船到空間站完成自主對接,僅用了
6.5小時
。離開地球需要克服重力緩慢加速爬升,像是爬樓梯,從空間站回地球則像是從樓上自由下落,
返程更快為什麼反而要多花20多個小時?
解鎖新技能,為神舟十三號做準備
實際上神舟十二號與空間站分離後
並沒有直接執行返回程式。
太空
出差三人組離開天和號核心艙前也並沒有像住酒店一樣開門就走,他們還進行了“清理工作”。例如:整理空間站相關資料資料,對空間站進行一些設定以及清點、整理剩餘物資,並將要扔的垃圾帶到了神舟十二號飛船上。做這一切都是為了讓將要到來的神舟十三號組員,有一個舒適、穩定的太空生活環境。
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(離開前,倒垃圾)
這次三人組在空間站駐留了三個月,而
神舟十三號組員將要駐留半年
。除了大掃除,神舟十二號分離後,還把神舟十三號將要對接的流程試了一遍,因此在太空中多耽誤了一些時間。
關於太空中不同艙段的對接,我們以往的經驗都是
水平前後對接
。神舟十二號飛船與天和號核心艙對接時就是先逐漸接近天和號,然後神舟十二號的前端頂向天和號核心艙的後端介面,進行水平對接。這個過程只需要控制
兩個航天器的相對速度
以及介面是否對準。
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(徑向交會對接)
不過,神舟十三號就沒有那麼簡單了,我國將首次採用載人垂直對接,稱之為
徑向交會對接
。徑向交會對接不僅要讓神舟十三號追上空間站並保持
同速同向飛行
,還需要控制兩個航天器
垂直方向上的速度
,複雜程度與對接難度都大大增加。
我國航天除了“牛”,還有一點就是“
穩
”,這離不開我國逮著個機會就會做實驗。神舟十二號要返回地球必然要經歷制動減速階段才能落回地面,而飛船減速的動力來源於
推進器反向推進
。因此神舟十二號想要返回地球就需要調整姿態,進行180度旋轉,
把推進器調到前面
。
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(省略了徑向交會對接)
然而這次神舟十二號分離後並沒有選擇直接翻轉,而是選擇繞空間站半圈,
透過繞飛完成頭尾調頭。
如此大費周章是為了在繞飛四分之一圈(在空間站正下方)時藉機進行“
徑向交會對接
”實驗。神舟十二號在空間站下方介面200米處,逐漸靠近到距離19米,就差與介面對接了才停止動作,並保持該位置長達90秒,確認了所有敏感元件以及控制系統完全正常後才繼續繞飛到空間站前端。這次實驗間接
驗證了神舟十三號飛船將來進行徑向交會對接毫無問題。
多花的時間
繞飛與徑向交會對接實驗,用掉了神舟十二號
4.5小時
。雖然得到了一個實驗機會,但返回難度以及返回時間增加了。因為在這過程中飛船的姿態與軌道都發生了變動,而原本空間站返回的難度就更大,因為空間站返回高度與此前載人飛船升空直接返回的軌道
高度不同
。
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為此神舟十二號需要繼續繞軌兩週來重新測定軌道高度,這又花去了3個小時(一週1。5小時)。也就是說大約在9點分離,但
完成最終的軌道測定後已經大約16點半了。
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神舟十二號返回需要在
光照條件較好
的時間進行,東風著陸場為面積
兩萬平方公里的廣袤沙漠
,搜救難度本來就大,
夜晚能見度低
更不適合著陸,再加上各個遙測站監測、地面人員休息時間以及飛船需要進行姿態調整等原因,神舟十二號還需要繼續在軌道上執行十幾圈等到第二天中午的
最佳著陸時間視窗
。在這個過程中,神舟十二號(軌道艙、推進艙,返回艙組合體)始終在保持在390多公里的高度的軌道上,在某種程度上還未進入返回程式。這就像你雖然走出家門,但始終在門口徘徊。
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神舟十二號
真正返航時間其實是在中午12點43分
,進行第一次姿態調整軌道器與返回艙艙分離,再第二次進行姿態調整準備進入返回軌道。姿態調整就像調整汽車的車頭,對準回家的路,然後
推進艙反向推進,進行減速制動
,讓地球引力所捕獲進入返回軌道,最後
推進艙與返回艙分離
,返回艙載著三位航天員於13點34分在地面著陸,
整個返回過程僅用了51分鐘。
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因此,
神舟十二號是為了解鎖神舟十三號的徑向交會對接技能,所以拖了約28小時,而非返回時間需要28個小時。
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