你知道嗎?當(dāng)飛船的返回艙穿越大氣層時,艙外溫度會飆升到數(shù)千度,熊熊火焰包裹艙體,猶如一顆大火球極速下墜。有航天員曾描述,透過舷窗看到艙壁被燒得通紅,那場面簡直就如同置身太上老君的“煉丹爐”。
然而,這駭人的燃燒卻并非航天員返程中最驚險的一關(guān)。真正最危險的部分是隨之而來的“黑障區(qū)”,一個看似平靜卻暗藏殺機的死亡禁區(qū)。這“黑障區(qū)”究竟是什么,我國又是如何讓這片“死亡禁區(qū)”變得可控的?
致命的5分鐘
飛船在返回地球時會因和大氣層摩擦,被燒成一個大“火球”。艙外烈焰翻騰,紅光透過舷窗映進艙內(nèi),這樣的情況看起來危機四伏。但實際上,飛船的返回艙都采用特殊的隔熱材料加固,艙內(nèi)始終保持適宜溫度,航天員完全不會有什么危險。
真正危險的是燃燒造成的“黑障區(qū)”。當(dāng)返回艙劇烈燃燒時,穿越距地面40—80公里,大氣層最為稠密的部分時,艙壁周圍的大量空氣就會被分解和電離,形成一個等離子層區(qū)。航天術(shù)語中稱為“等離子體鞘套”。
這樣的“鞘套”就像一個無形的罩子,徹底隔絕返回艙內(nèi)外的電磁波傳遞,而艙內(nèi)和地面的通信就也會因此短暫中斷。這一狀態(tài)大概會持續(xù)5分鐘的時間。
別以為短短5分鐘無關(guān)緊要!這期間,地面雷達“看”不見返回艙,各種指令也傳不進去。這時返回艙一旦發(fā)生什么事情,地面根本無法知曉。
這對宇航員來說堪稱心理上的極限考驗。想象一下,你被困在一個密閉,且劇烈震動的大鐵罐里,窗外火焰熊熊,猶如置身煉丹爐,耳邊只剩下電流雜音和自己的心跳聲,面對可能發(fā)生的事故,你唯一能依靠的只有訓(xùn)練了成千上萬遍的應(yīng)急預(yù)案和肌肉記憶。
直到返回艙下降到40--20公里高度,“黑障”才會逐漸消失。這段“死亡禁區(qū)”。它既是對設(shè)備的考驗,也是對航天員生理與心理的雙重試煉。
“撕破”黑障
自神舟一號任務(wù)以來,我國科研團隊就一直在攻關(guān)"黑障盲區(qū)"問題。經(jīng)過二十多年的技術(shù)積累,終于在神舟十五號任務(wù)期間取得了重大突破,成功在這一通信"盲區(qū)"打開了突破口。
針對飛船穿越黑障區(qū)時的特殊信號特征,中國電科研發(fā)了全新的高靈敏度雷達檢測算法。同時對酒泉,渭南,太原等地的測控雷達進行了全面升級,使它們具備了更精準的坐標(biāo)測量和更清晰的成像能力。
從神舟十五號任務(wù)開始,我國的測控雷達就像開啟"火眼金睛"。飛船一進入黑障區(qū),雷達就能立即鎖定它的位置,并將高清圖像實時傳回北京控制中心。即便面對強烈的等離子體干擾,返回艙也始終在我們的監(jiān)控范圍內(nèi)。
今年神舟十九號的返回任務(wù)更是展現(xiàn)了我國航天測控技術(shù)的成熟。原定4月29日的返回計劃,因著陸場突發(fā)18米/秒的強風(fēng)(超過15米/秒安全標(biāo)準)而推遲。
第二天天氣轉(zhuǎn)好后,東風(fēng)著陸場的各個保障單位嚴陣以待。地面車載站,空中機載站和天基衛(wèi)星網(wǎng)組成立體監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),就像一張無形的大網(wǎng),確保即便返回艙落到戈壁的沙漠或湖泊里,也能第一時間鎖定位置。
4月30日13時08分,在太空飛行7個半小時、繞地球5圈后,神舟十九號返回艙穩(wěn)穩(wěn)降落在東風(fēng)著陸場,三名航天員平安出艙。此次任務(wù)的成功,也標(biāo)志著我國載人航天工程再創(chuàng)佳績!
太空探索的兇險往事
如今,我們的航天員執(zhí)行太空任務(wù),開展太空行走,最后安全返回地面,這些都已猶如家常便飯。但你可知道,人類的首次太空行走任務(wù)有多兇險?
1965年3月18日,蘇聯(lián)宇航員阿列克謝·列昂諾夫在萬眾矚目下完成了人類首次太空行走。然而,當(dāng)他結(jié)束持續(xù)12分鐘的行走任務(wù),準備返回艙內(nèi)時,意外發(fā)生了:由于宇航服在真空環(huán)境下膨脹變形,他整個人"鼓"成了一個"氣球",根本無法擠進艙門。
這是當(dāng)時設(shè)計上的重大疏忽,沒有考慮到太空真空對宇航服的影響。而在這個生死攸關(guān)時刻,列昂諾夫拼命掙扎,心率飆升至190次/分鐘,體溫超過38℃,宇航服內(nèi)積滿了汗水。最終他不得不冒險將宇航服氣壓降至危險水平,才勉強擠回艙內(nèi)。
然而考驗遠未結(jié)束。返航途中,返回艙因溫度差導(dǎo)致艙門出現(xiàn)縫隙,生命保障系統(tǒng)自動加壓,造成艙內(nèi)氧氣濃度和氣壓不斷上升。列昂諾夫和搭檔一度因"醉氧"昏迷,甚至出現(xiàn)瀕死幻覺。
幸運的是,不知是誰在無意中觸碰到了補氣開關(guān),氣壓變化觸發(fā)了排氣閥,被最終驅(qū)動艙門被重新密封。
但上天似乎并不打算就此放過二人。由于返回艙自動定位系統(tǒng)失靈,兩人只好用手動模式操作,結(jié)果偏離了預(yù)定著陸點300多公里。原本該降落在哈薩克草原的兩人,一頭栽進了西伯利亞零下25℃的原始森林。
更糟糕的是,暴風(fēng)雪卷走了大部分艙內(nèi)準備的物資。兩人靠著僅剩的幾根香腸,挨著刺骨的寒風(fēng),聽著餓狼和棕熊的嚎叫,在原始森林里熬過了一夜。直到次日,二人才艱難跋涉9公里,最終在一處臨時停機坪獲救。
結(jié)尾
從列昂諾夫經(jīng)歷連環(huán)兇險差點回不了家,到如今我國測控雷達成功實現(xiàn)黑障區(qū)追蹤,人類航天發(fā)展史就是一部不斷突破極限的壯麗史詩。在這每一個歷史性突破的背后,都凝聚著無數(shù)航天工作者日以繼夜的堅守與付出。
那些反復(fù)優(yōu)化雷達參數(shù)的工程師,緊盯監(jiān)測屏幕時刻不曾放松的測控員,在戈壁荒漠中反復(fù)演練的搜救隊員,正是這些平凡崗位上的堅守者,用他們專業(yè)而執(zhí)著的"螺絲釘"精神,才讓我們有機會在電視前輕松地說一句:看,我們的航天員又平安回家了!
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