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为何神十二飞船还要搜救?着陆不精确吗?不能装北斗定位系统吗?

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2021年9月16日8时56分,神舟十二号载人飞船与空间站天和核心舱成功实施分离,13时38分,神舟十二号载人飞船与空间站组合体完成绕飞及径向交会试验,成功验证了径向交会技术。


预计将于9月17日12:51返回地球,降落于东风着陆场,据《观察者》网报道,东风着陆场搜救分队已经做好充分准备,针对沙漠、盐碱地、山地、水域等不同地形,都准备了搜救装备,履带一体车、蟒式全地形车、水下机器人等特种装置。


我国航天器着陆搜救组建了6支地面分队,还有4支预备分队,涵盖了地面和空中搜救部分,救援力量非常强大,但让大家非常好奇的是,为什么就不装个北斗定位系统呢,就能准确定位,按图索骥找到飞船,要那么多搜救队干什么?

飞船降落为何不准,它的误差究竟有多大?

我们知道曾经的航天飞机是直接降落跑道的,因为它有机翼以及垂直尾翼,在大气层做一些机动是没有问题的,可能有人还认为它有发动机,其实在返回时进入大气层后,主发动机不开启,但机翼调整滑翔还是能准确降落在机场,根本无需搜救。


但飞船降落就不一样了,从进入再入走廊开始,它的精度大致就已经决定了!神舟系列飞船有个特色,基本呈钟形,在《地心引力》中各位应该是发现了这是一种能在大气层中自我稳定的形状,也就是说无论它初始时是什么姿态,但它在大气层中逐渐稳定下来时就会大底朝前的稳态!


另一种则是美国的阿波罗系列的大圆柱体飞船,其原理也类似,这种结构的缺点则是几乎没啥气动性能,升阻比极差,只能轻微控制姿态掌握落点,但无法大幅度改变。从神舟十二飞船分离到降落,大约会经历几个阶段,其中有几个对降落点位置关系很大:


分离、自由滑行与再入大气层最后着陆回收阶段,对落点影响关系最大的是自由滑行前的进入再入走廊减速阶段,为了控制飞船返回轨道角度在1.5~1.7°内,减速的起点大约需要在1.2万多千米以外,也就是大西洋上空就得减速。


这就有了一个问题,如何控制精度,但到自由滑行的140千米高度前,推进舱还是和返回舱一起的,仍然可以微调,但两者分离后返回舱就只能依赖轨道精度了,但此时距离落点还有4500千米以上,简单比喻就是一杆枪在4500千米外瞄准靶心。


最后影响落点的因素是在出黑障后的伞降,此时落点影响会有,但已经不太大,比如横风过强等会影响,但最多也就数千米,最关键的因素就是再入走廊的减速,一旦控制不好,甚至都可能提前降落或者飞到东海甚至太平洋都是有可能的,前苏联就有过一次惨痛经历,与落点相差接近5000千米。


搜救如何定位?

搜索有几个定位方式,一个是轨迹落点计算,这个是一个概略位置,一旦再入走廊确定,末端位置最多不会超过几十千米的区域,问题即术如此,现场仍然高达数千平方公里。


接下来则是轨迹跟踪,这个是实时更新的,比如雷达跟踪、红外轨迹跟踪以及光学跟踪,这些轨迹都会指向一个落点,范围可以缩小到更小,最后就是空中轨迹追踪,如果能直接目视看到,那自然是最好,但为了避免搜索车队与落点干扰,因此基本都会在预测区域以外等待搜救。


最后就是信标定位,这个必须要有的,无论在有定位还是无定位的时代,无线电信标那是标配,落在海里还有醒目染色剂提示,当然就算我国在内陆降落,也会配备海洋溅落时的搜救装备。


至于北斗定位,其实有没有都没所谓,或者也可以说是多此一举,不过相信在航天员的个人装备中这些都是必备,万一落到了原始森林或者荒漠,搜救队无法及时赶到,那么自救或者徒步到容易被救援的地点时,北斗定位的作用就相当大了,所以这是个人应急包中必备的装备。


嫦娥5号着陆,车队搜索了45分钟,为什么说它已经命中靶心?

2020年12月17日凌晨1点59分,嫦娥五号的返回舱带着月球吕姆克火山麓的月壤成功着陆四子王旗。返回舱在大西洋上空与轨道舱分离,然后经过水漂弹道后再次在印度洋上空进入大气层,成功着陆。


从发现嫦娥五号返回舱落点到到达着陆点,搜索车队大约消耗了45分钟时间,有人说都知道落点还那么慢,但其实这已经是相当快的速度了,并且这个速度也显示了返回舱落点非常精确,几近靶心。


由于担心和着陆点形成干扰,搜索车队的待命区域都是远离着陆点的,而且现场都是荒漠戈壁,地形是比较复杂的,并非你想象的铺装公路,就算是知道准确定位点,你开车1小时能走出多远?不过几十千米而已!


所以嫦娥五号落点是否准确,从搜救时间完全可以看出,毫无疑问,这是非常精确的落点,而且从神舟五号开始,我国航天器返回的精度一直以来都非常高,这次神舟十二号的返回,将会同样精确!

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