神舟二十一号飞船在东风着陆场安全着陆,3名航天员安全返航!这可能出乎很多网友的预料了,因为神舟二十一号飞船在10月31日才发射升空的,到现在也才发射不到半个月时间,这艘飞船就返回地球了,这是怎么回事?
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事情是这样的,神舟二十号飞船疑似遭到了空间微小颗粒的撞击,原计划在11月5日返回的任务就推迟了,经过科学家们的评估后,最终安排神舟二十号航天员乘组换乘神舟二十一号飞船返回地球,接下来还会择机安排神舟二十二号飞船去中国空间站。所以,接下来我们的空间站还会有很多工作需要进行,其中一个就是迎接神舟二十二号飞船的到来,另一个则是完成神舟二十号飞船的撤离,其中神舟二十号飞船可能是空载返航。
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神舟二十一号飞船安全着陆
神舟二十号载人飞船是在4月24日发射升空,参与这次飞行任务的航天员乘组在轨飞行超过了200天时间,刷新了我国航天员乘组在轨驻留的最长时间纪录。此前的神舟十八号乘组在轨飞行总时长达到192天,曾刷新我国航天员乘组在轨飞行时长纪录,现在这一个纪录已经被神舟二十号飞行任务乘组打破了。
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在神舟二十号飞行任务中,航天员陈冬也刷新了2个纪录,其中一个就是他成为了我国第一位在轨飞行时间累计超过400天的航天员,另一个就是他是我国目前执行出舱活动次数最多的航天员。航天员陈冬到现在已经累计进行了6次出舱活动。不过,这个出舱活动次数的纪录可能保持不了多久。
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因为现在神舟二十一号乘组已经在中国空间站执行任务了,而担任这次飞行任务的指令长张陆此前曾经参与了神舟十五号飞行任务,在神舟十五号飞行任务中,航天员张陆执行了4次出舱活动,如果在神舟二十一号飞行任务中,航天员张陆进行3次或者更多出舱活动的话,就会再次刷新我国航天员出舱次数。
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神舟二十一号飞船发射升空后,神舟二十号飞行任务就结束了。在完成交接任务后,神舟二十号飞船原计划在11月5日从中国空间站返回地球,但是由于飞船疑似遭到了空间微小颗粒撞击,最终让神舟二十号航天员乘组换乘神舟二十一号飞船返航。在11月14日,神舟二十一号飞船返回舱安全降落到东风着陆场预选着陆区。
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相信很多都看到了神舟二十一号飞船返回地球时的画面,可能有一些网友好奇,神舟飞船返回舱在着陆地球的那一瞬间,为什么飞船返回舱底部会冒火光,而且现场还掀起灰尘,一时间烟尘滚滚呢?美国的载人龙飞船返回地球的过程却不是出现这样的情况,这是怎么回事?难道是我们的技术不如美国吗?其实不是的,这并不是技术的差距,也不是神舟飞船出现了问题,而是正常操作,大家不需要担心。
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为什么烟尘滚滚
为什么我们的飞船在着陆的瞬间底部冒火花,还烟尘滚滚,美国的不存在这样的情况?其实不仅我们的神舟载人飞船会遇到这样的情况,俄罗斯的联盟号载人飞船也存在这样的情况,这都是正常的。我们看到飞船返回地球的过程是怎么样的,就知道原因了。
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此前曾经有网友给我留言说,飞船、空间站在近地轨道大约400公里的高度飞行,飞船飞行速度高达7.8公里每秒左右,以这么快的速度从400公里轨道返回地球,是不是只需要几十秒就可以回到地面了?其实不是这样的,飞船返回地球的过程并不是简单的高度除以速度这么简单,背后其实是非常复杂的,任何一个环节出错都可能会出现问题。
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飞船从空间站撤离后,并不是直接就以7.8公里每秒的速度冲进大气层然后直奔着陆场,而是需要进入单独飞行的状态。在单独飞行过程中,飞船也不是什么都不做的,而是有很多步骤需要完成。
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一开始,神舟载人飞船是一个整体,有轨道舱、返回舱、推进舱3个舱段,最终只有返回舱安全着陆,轨道舱、推进舱这些舱段都会分离,然后自行坠落大气层烧毁。最先分离的是轨道舱,推进舱是最后分离,在推进舱分离以后,返回舱就会开始进入大气层了。
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之所以让推进舱最后一个进行分离,是因为推进舱有发动机,而飞船本身也有少量的推进剂,所以在完成轨道舱分离后,飞船还要继续进行姿态的调整,让推进舱位于飞船前进的方向,这样的话,启动推进舱的发动机就能减速了。经过初步的制动减速,飞船速度越来越低,飞行高度也越来越低,在大约145公里的时候,推进舱就会进行分离了。完成分离后,推进舱坠落地球大气层烧毁,返回舱进入返回地球的轨道。当下降到100公里左右时,飞船返回舱就会进入大气层了。
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地球有大气层就有很多好处,除了保护地面免遭空间碎片、陨石之类的小碎片的袭击外,也可以让飞船更好地减速。虽然有推进舱的发动机进行了初步的减速,但是飞船的推进剂并不是很多,推进舱的发动机推力也不是很大,而且也没有运行很长时间,所以飞船返回舱的速度在进入大气层之前还是相当快的。
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当飞船返回舱以相当快的速度进入大气层的时候,就会遇到空气阻力,速度会迅速下降,在这个过程中飞船返回舱外部的气动加热效应会非常强烈,温度急剧上升到1000多℃。在经受这么高温的灼烧下,飞船返回舱的速度会越来越慢了,不过,在这样的情况下,飞船返回舱下降速度并不会直接降到0,只能降低到200米每秒左右,基本上不能继续降低了。
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如果以200米每秒左右的速度进行着陆的话,别说航天员,飞船、探测器都受不了。所以还需要进行下一步的减速才行。当飞船返回舱下降到大约10公里左右的高度时,飞船返回舱就会进行伞降了,通过一系列的伞,可以降飞船返回舱的下降速度降低到7-8米每秒。从一开始超过7公里每秒,降低到200米每秒左右,再到伞降降低到8米每秒左右,这个速度已经是大幅度降低了。可能有一些网友表示,这样的速度进行着陆是不是就安全了?
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如果是不载人的探测器、卫星的话,这个速度其实没什么问题的,但是载人飞船返回舱以这个速度着陆的话,可能不大行。因为飞船内有航天员,这个速度着陆的话,对航天员的冲击还是比较大的,可能会受伤。特别是在空间站飞行半年左右的航天员,他们身体还没适应过来。
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所以,返回舱还要进行一次缓冲才行。我国神舟载人飞船返回舱和俄罗斯的联盟号载人飞船返回舱底部都有反推发动机,在距离地面大约1米高度时,这些反推发动机在瞬间启动,给返回舱一个向上的推力,让飞船返回舱的下降速度降低到1米每秒左右,相当于步行的速度,从而稳稳地降落到地面。当反推发动机启动时,飞船返回舱底部自然就冒火光了,强大的推力也会吹起地面的灰尘,所以现场是烟尘滚滚的。
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美国载人龙飞船在伞降过程中的速度也不是无限降低的,在伞降后速度也差不多是7-8米每秒,但是他们的飞船返回舱着陆的时候不会出现冒火光的情况。这是因为他们的飞船不需要反推发动机进行最后的缓冲,而是直接掉入大海,海水本身就起到缓冲的作用了。
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从本质上来看的话,不管是降落到大海,还是使用反推发动机进行最后的缓冲,其实都是为了飞船的安全着陆。海水能够吸收能量,所以美国飞船不需要反推发动机,这并不是因为我们的技术差距造成的,而是我们的飞船着陆点选择不同的结果。
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梦舟一号载人飞船即将首飞
在11月1日,中国载人航天工程办公室发布2026年度载人航天飞行任务标识征集活动公告。根据公告,我国将在2026年发射长征十号甲运载火箭,执行梦舟一号载人飞船的首飞任务,开展无人飞行试验。
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从时间来看,现在已经是2025年年底了,这意味着梦舟一号载人飞船的首飞时间很近了。和现役的神舟载人飞船不同,梦舟载人飞船除了功能更强大外,返回地球时它是多个伞进行伞降,而且在着陆的时候,返回舱会使用气囊缓冲方式安全着陆到预定区域。到时候,当梦舟一号载人飞船成功试飞返回以后,它着陆的时候其实也不会像现在的神舟载人飞船那样吹起灰尘了。
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