载人飞船试验船返回舱成功着陆(为何露面都非得坐椅子)
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2023-11-04
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1. 载人飞船试验船返回舱成功着陆,为何露面都非得坐椅子?
要说我们人类各个行业中哪个职业的风险最高、高度最高、速度最快,那当然非航天员莫属,他们的作业高度已经在某种意义上超出了地球,而且速度甚至达到了惊人的7.9公里/秒,也就是第一宇宙速度。并且航天员也是人类唯一一个需要脱离地球生存环境的职业,不管目前的载人航天设备有多么的可靠,但是让一个生物离开自己赖以生存环境本事就是一种冒险。
航天员代表人类探索未知的外太空,在这趟旅程中可能会随时发生意想不到的危险,所以想要成为一名航天员必须有过硬的心理和身体素质、过人的胆识、视死如归的精神、以及过硬的专业素养,这样才能在太空中完成也写既定的科学考察任务,完成相应的指令操作,遇到突发状况才能沉着冷静地应对。所以每一个从太空返回地航天员都是人类地英雄,但是我们也发现这这样的现象,也就是各国的航天员在地面出仓后都是首先坐在椅子上,接受人们的欢迎,那这是为什么呢?这其实跟太空和地面环境的差异有关。
地球轨道附近的微重力环境在地球表面上存在的任何物体,包括所有的生物,自从诞生就一直处在了1G的重力环境下。不仅如此,我们生物界的祖先在进化的过程中也是在这样的环境下繁衍的。所以我们身体的各项机能都适应了这样的重力环境。而且重力的存在还给了我们人类方向感,以及平衡感。我们认为下,永远都指向了重力的方向,而上正好和重力相反,有了上下于是就有了前后左右。
相信你也听说过“失重”这个概念,其实就是在一个物体不会受到任何的加速度,也就是他没有受到任何的净外力,爱因斯坦的等效原理告诉我们重力其实跟加速度是一样。但是我们在地球上或者在人类所能及的宇宙中很难找到完美失重的地方。多多少少都会感受到微弱的加速度,所以我们称其为微重力环境。
一般我们人类想要创造微重力环境一般有四种方法:落塔、飞机、火箭和航天器。落塔其实就是一种自由落体运动,由于距离的限制一般以秒计时,目前最长的时间为10秒,能够产生10^-4~10^-6G的微重力水平;飞机可以选择飞行抛物线,来产生微重力环境,首先向上爬升,飞机内的所有人员会感受到2G的加速度,然后平飞最后向下俯冲这样就可以产生20秒。10^-2G的微重力水平,火箭其实跟飞机远离是一样的。
最后一种绕地球轨道的航天器是我们人类最理想的微重力实验环境,持续时间长,而且感受到的重力加速度较低,你可能想问:航天器为何在地球轨道会产生微弱的加速度呢?也就是它为什么会感受到力呢?不是引力和离心力(惯性力)相互平衡了。其实在太空的真空环境下也很难有十分完美的环境,航天器在地球轨道附近运行期间也会受到大气阻力、以及其他天体引力的摄动,这就会给航天器产生一个微小的加速度,导致航天器失去运行速度,这就是为什么我们定期要给运行在地球轨道附近的航天器提供动力的原因。
微重力环境对人的影响其实上文已经稍微提到了重力对生命的重要性,人体在重力混乱的情况下就会出现各种难受、恶心、头疼的表现,例如你坐过山车,在不停的改变运动姿态的情况下,重力加速也会发生改变,时而超重、时而失重。最后的结果就是,导致人的重力感受系统和平衡系统发生紊乱,大脑以为身体中毒了,于是就发出了呕吐的指令。
不过这种失重环境是航天员所必须适应的,因为他们要在这样的环境下吃穿住行,转几圈就晕的人肯定不适合开飞机、更不适合当航天员。除了这些,微重力环境还会对人的身体产生不良的影响,包括:
对血液和体液循环的影响:我们身体内各种液体的流动已经适应了1G的重力环境,也就是说,人的循环系统就是为这样的重力环境进化来的。如果失去重力,大量的血液和体液就会冲向上半身,尤其是脖子、头部。造成鼻窦充血,不通气、面部肿胀虚胖、脖子静脉膨胀。长期这样就会造成头晕、头痛、目眩。
对骨骼的影响:长期处在微重力环境下,就会使得人体发生代谢紊乱,一些蛋白质的合成降低,造成免疫力下降,并且影响人体对钙的吸收,并且还会导致骨骼中钙的流失,所以长期在微重力环境下的人骨密度就降低,容易发生骨折。
对肌肉的影响:这个最好理解,微重力环境下你完全感受不到你的体重,也感受不到自己手臂和腿的重量,在太空舱内只需轻轻的扒着内壁就可以快速移动,肌肉长期的完全放松状态,就会导致肌肉萎缩,无力,酸软。
为什么做凳子呢?其实最主要的还是长途奔波,从一个微重力的环境到重力的环境的一个适应过程。正常的人在床上躺几天,完全放松,刚一起床猛地站起来也腿发软,并且头晕。更别说宇航员在太空呆了几天返回地球时地感觉了,他们需要被人搀扶出仓,并且赶紧坐下,站着真的可能会腿一软摔倒或者晕倒。
尤其是那些在国际空间站长时间工作地宇航员,虽然他们会在太空舱内用器械锻炼肌肉强度,但刚回地球也需要坐椅子,并且被抬走,立即送到医院进行康复治疗。所以不是宇航员想坐,而是实在是站不起来,或者站着实在是太累了。
2. 神舟返回着陆时间?
9个多小时。
2022年4月16日9时56分,神舟十三号飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。从与空间站天和核心舱分离到返回地面,全程仅用9个多小时,中国载人飞船首次采用快速返回模式“回家”
3. 中国终于有了自己的空间站?
2021年6月17日,神州十二号载人飞船带领3名宇航员将进驻离地400公里的100平米“豪宅”,相比于北上广的房价,这套“豪宅”造价将超过600亿元,是一笔不小的开支。不过相较于国际空间站,我国空间站规模只有其1/4,麻雀虽小五脏俱全,未来我们的空间站,像国际空间站一样,也会部署巡天望远镜、微重力实验室等。
很多人好奇,既然和国际空间站相似,为何还要再建造一个呢?
空间站的由来要回答为何还要再建一个空间站的问题,首先我们要了解空间站建造的历史。历史上一共出现过3类空间站项目,除了我们的“天宫号空间站”,一个是苏联的“礼炮号系列”,这是用飞船改造的空间站,一共服役了30年的时间。
第三个是美国的“天空实验室”,这个空间站一共有16个国家共同参与,从2006年开始运行,已经服役了15年,很有可能在未来几年内退役。
在美苏冷战时期,美苏之间展开了“太空竞赛”,在阿波罗11、12、14、15、16、17成功登月之后,其实美国还建造了阿波罗18、19、20,本来也是用于登月的,但是后面的登月计划取消后,这项经费就直接用于“天空实验室”。因为是改造而来,所以美国的“天空实验室”当时不具备补给功能,一共接待了3批9个宇航员。
在美苏争霸时期,由于苏联经济实力不济,在登月上总被美国刷存在感,所以之后苏联把重点工作调整到向金星、火星发射探测器上,可是连续发射10个探测器,要么没有进入预定轨道,要么直接坠毁,成了放烟花。
礼炮1号之后苏联又把主要精力主要聚焦在空间站上,相较于登月,空间站项目对于技术要求没有那么高,可谓另辟蹊径刷一波存在感。1971年,由当时“联盟号”飞船载着宇航员前往苏联“礼炮1号”太空站,结果遭遇非常尴尬的一幕,在“礼炮1号”门口一通操作6个小时,硬是没有打开“礼炮1号”舱门,最后只能无功而返。
为此美国还拍了部电影,认为宇航员忘拿钥匙,导致空跑了一趟,当然这只是个笑话。接受了上一次的教训,苏联第二次成功登上了“礼炮1号”,并且实现了电视直播。这一次直播效果拉满,不但长了苏联人的脸,同时也把美国人吓得不轻。
可是在22天后,这3名直播的宇航员在返航过程中,压力阀突然被震开,舱内气压迅速为零,3名宇航员顿时血液沸腾而死,惨烈场面不亚于《生化危机》。所以后来的宇航员,除非在空间站内,一律要求穿上宇航服。
所以我们看,无论是最初的空间站“礼炮系列”,还是“天空实验室”,其实都有很强的政治目的。其中“礼炮3号”甚至还装上了一门火炮,虽然火炮不好使,甚至在实验的时候还炸膛,但是有强大的威慑力,还是把美国人吓得够呛,本以为“星球大战”只是说说而已,没想到苏联人居然当真了。
话说回来,这门大炮非常不好使,不像在陆地上,你可以依靠地面做支撑,可是在太空当中,你每打完一炮,就需要很长时间才能把空间站调整到预定轨道上,否则这个空间站就要脱离轨道,进入大气层坠毁了。
在军事上屡屡受挫,苏联之后在空间站上加装了太阳望远镜、红外线/紫外线光谱仪、X射线望远镜、宇宙射线探测器等设备,主要研究胚胎在宇宙射线影响下发育情况,以及如何对抗长期失重情况下对身体影响等。
为何会有国际空间站?人们总说“科学是没有国界”,可是现在的“技术封锁”会告诉你,一切都是为政治服务的,包括科学。国际空间站看似科学界的“乌托邦”,全世界的科学家,不分国籍,都可以在外太空从事研究,可是真实的科学需要我们自主独立。
我们从国际空间站的投入占比就可以看出这个“国际”有多假,在这10年1551亿美元的投入中,美国投入1311亿美元,俄罗斯投入120亿美元,欧洲投入50亿美元,加拿大投入20美元,日本投入50亿美元。
在这一群“小弟”当中,俄罗斯是如何混进来的呢?
空间站项目不是放烟花,拿现在国际空间站为例,动辄每年40亿的维护费用,都让美国吃不消,更不用说上几百亿美元的运载费用。这也是NASA扶植马斯克SpaceX的主要原因,洛克希德·马丁、波音每次发射,都让NASA肝疼。
上个世纪70年代,苏联和周边国家发生冲突,特别是“帝国坟场”阿富汗,让苏联军费激增,而此时的美国也好不到哪儿去,国内反战情绪高涨,失业率飙升,导致后来的阿波罗18、19、20计划都不得不取消,两个国家都意识到,这项没有任何回报的太空站,是一个烧钱的无底洞。
之后在1972年,两国签署了《关于为和平目的探索和利用外层空间的合作协议》,决定在空间站项目上展开合作,苏联用联盟19号搭载2名宇航员,美国用阿波罗18号飞船搭载3名宇航员,在距离地面200公里的太空轨道上互相拥抱,之后在太空舱内共同生活了2天的时间,随后各自返回地球。
为此,前美国宇航员蒂姆·皮克还写了一本书《我问宇航员》,其中他认为最难的是学习俄语,相比于翻跟头“呕吐训练”,他认为学俄语这个难度更大。
到了1983年,苏联财政已经枯竭,“暴风雪号”航天飞机不得不偷工减料才能生产出来,比如把某些碳纤维材料直接换成普通钢材,同时苏联还接了不少贴片广告,在飞船的表面全是日本企业的广告。
可是在这一次任务当中,航员克里卡廖夫却面临无钱返航的窘境,之后他不得不在太空舱当中生活了311天,此后德国出于人道主义考虑,花费了2400万美元的费用,才把他接回来。回到地面的克里卡廖夫已经患上肌肉萎缩、骨质疏松、肾结石、白内障,完全不能站立。俄罗斯按照苏联时候的惯例,奖励他一辆伏尔加小汽车。
此后俄罗斯再也没有能力独立建造空间站,于是同美国达成协议,表示愿意出钱建造一些舱段,接驳在美国空间站上。
国际空间站是特殊历史时期的产物,美国拉俄罗斯都是迫不得已,因为飞船上有高度的机密,即使不是军事用途,也有很高的科技价值。
空间站的价值上文提到空间站是个完全烧钱的项目,很难有经济效益,目前贝索斯的蓝色起源项目,也只是说让大家坐飞船在太空当中看一眼,整个过程也就10几分钟,和我们玩过山车差不多。
可是我们看问题不能看眼前,在《三体》当中,三体文明通过质子影响我们的粒子对撞机结果,让我们人类科技锁死在量子初级,而得不到提升。
空间站现在研究:生存人体生理参数的测量、动植物和微生物在微重力环境下的发育、晶体在微重力下的生长等,看似没有任何商业价值,但是对于我们的未来有极大的影响。
要摆脱现在科技领域对于美国的依赖,尤其是在半导体领域的掣肘,我们不得不在前沿领域有自己的研究,现在中芯国际,长江存储等半导体企业在美国的制裁下,非常脆弱,没有几个能像华为一样,坚强活下来的。
话说回来,美国有没有禁止中国加入国际空间站项目呢?
在2017年央视《开讲啦》的节目中,请到了中国空间站系统副总设计师、天宫号二总设计师朱枞鹏,他对于这个问题有个比较官方的回答:“没有,实际上我们也没有申请过,中国的载人航天始终坚持独立自主的三步走战略,我们没申请过要加入国际空间站。”
也就是说,我们从来没想过要加入,一直都在自主发展,而且我们有长达百年的计划:
2021-2035中国大型深空探测和载人航天工程项目规划:2022年建成长期有人照料的载人空间站2023年前后实施嫦娥七号极区环境与资源勘查;2024年前后实施嫦娥六号月球极区采样返回 2024年发射巡天CSST空间望远镜;2025年实施近地小行星取样返回和主带彗星的环绕探测;2025年前后载人空间站二期工程 2026年实施载人绕月飞行任务(技术关深);2027年前后实施嫦娥八号月球极区资源开发利用验证;2028年前后实施火星取样返回任务(技术关深);2028年实施金星绕飞着陆探测任务(项目未立项 方案处于预研状态);2029年实施木星系及行星际穿越探测任务(技术关深);2030年前后实施载人登月任务 (技术关深);2031年前后实施海王星探测及飞出太阳系(项目未立项,方案论证状态);2033年前后实施天王星探测(项目未立项,方案论证状态);2035年前后建成有人/无人月球科研基地。总结虽然我们已经有了一个国际空间站,但是我们还要自主开发太空,这是我们前沿研究的一个重要方向。过去我们崇尚自由贸易,崇尚“比较优势”即:每个国家生产自由优势的产品,可是当经济危机来临的时候,我们所面临的只有科技的降维打击,芯片就是最好的例子。
空间站虽然花费不菲,从目前看还看不到任何经济回报,但是我们也要坚持在此科技领域的突破,为未来不再一次被制裁做准备。
4. 1999年十一月一第一艘无人实验飞船什么的成功发射?
1999年十一月二十日,我国的第一艘无人实验飞船神舟一号在酒泉卫星发射中心由长征二号运载火箭发射升空。这是我国进行的首次载人航天的试验发射,飞船返回舱在四子王旗着陆场顺利着陆,此次飞行试验取得了圆满成功,此后,又连续发射四艘无人试验飞船,2003年神舟五号载人发射成功。
5. 天舟六号有返回舱吗?
有返回舱
现在天舟六号货运飞船的发射时间也已经公布了,用来将天舟六号货运飞船发射升空的“长征七号”遥七运载火箭预计在2023年5月10日下午从海南文昌发射场发射升空。在发射升空后,天舟六号货运飞船将会采用快速交会对接的模式与天和号核心舱的后向端口进行交会对接。
之前我们已经发射了很多艘天舟货运飞船为中国空间站送去了补给,包括天舟四号货运飞船在内的飞船在撤离空间站没多久,就受控再入地球大气层,化为灰烬了。所以很多人都以为,现在天舟五号货运飞船已经从空间站组合体撤离,估计就会很快再入地球大气层燃烧殆尽了,但令人意想不到的是这艘飞船并不会马上重返地球,而是继续飞行一段时间。
现在,神舟十五号飞船正对接着天和号核心舱的前向端口,预计在6月就会撤离中国空间站返回地球,而天舟五号货运飞船接下来的一个任务就是等待神舟十五号飞船从空间站组合体撤离后,绕飞并对接于空间站节点舱前向端口。也就是说,天舟五号货运飞船现在处于单独飞行的状态,而在这个状态预计会持续一个月时间,才会再次与空间站组合体交会对接。
类似这样的操作,之前天舟二号货运飞船也曾经进行过。当时在神舟十二号飞船完成为期3个月的在轨飞行任务返回地球以后,天舟二号货运飞船也从天和号核心舱后向端口撤离,从天和号核心舱的下方向前方绕飞到前向对接口,在太空中转体180度,然后再次与天和号核心舱进行交会对接。
天舟二号货运飞船在完成这样的“调头”后,从天和号核心舱的前端对接口为天和号核心舱进行了推进剂的补给,进一步检验了空间站推进剂在轨补加的能力。现在天舟五号货运飞船已经撤离中国空间站却没有重返地球,可能也是在执行类似的任务。
除此之外,天舟五号货运飞船与空间站组合体对接着,可以极大地扩大空间站的内部空间,航天员可以把一些暂时用不到的物资放到天舟五号货运飞船内。特别是即将发射升空的天舟六号货运飞船搭载了比以往更多的物资,可以更加合理地运用天舟五号飞船的内部空间。
而在完成一系列任务后,天舟五号货运飞船将会真正从空间站撤离,将空间站产生的各种垃圾等废弃物带回地球大气层,在大气层中剧烈燃烧后解体,最终会落入南太平洋的预定区域。可以说,这其实就是让天舟五号货运飞船为祖国的载人航天事业燃尽最后一滴燃料。
天舟货运飞船为什么不能回收
从空间站撤离的载人飞船可以安全地将航天员送回地球表面,为什么天舟货运飞船却不能安全着陆地面呢?这得从货运飞船、载人飞船的结构差异之处说起了。
以我们的神舟载人飞船为例,神舟载人飞船主要由轨道舱、返回船、推进舱3个舱组成,航天员在完成任务后,返回地球时乘坐返回舱返回地球,而轨道舱、推进舱会留在外太空飘荡一段时间后,才会再入地球大气层。
为了让航天员安全返回地球,返回舱需要经过特殊的设计,比如说在返回舱外部需要涂有烧蚀材料、隔热材料,内部还需要有完善的生命保障系统。总的来说,返回舱的空间不大,但是设备非常大,功能非常强大,造价自然也比较高,难度也比较大,世界上没有多少个国家能够建造返回舱,所以也没有多少个国家掌握载人航天的技术。
而天舟货运飞船的结构就没这么复杂,货运飞船的本质就是给空间站补给,装的物资越多自然就越好,天舟号货运飞船由大直径的货物舱和小直径的推进舱组成,没有载人飞船那样的返回舱。
其中货物舱主要用来装载货物,而推进舱则为整个货运飞船飞船提供动力与电力。从设计的结构来看,天舟货运飞船在设计的时候就已经不考虑回收的情况了。随着我们不断优化天舟货运飞船的内部设计,天舟货运飞船的载货能力也变得越来越强,物资上行能力从之前的6.9吨提高到了7.4吨。
而载货能力的增强,对于我们减少运营成本也非常有用,因为单次运输的物资越多,为空间站补给的次数就越少,发射的货运飞船就越少。俄罗斯的进步号货运飞船一次只能运输2.3吨物资,为了满足国际空间站的正常运行,每年至少发射6艘进步号货运飞船,也就是两个月就要发射一次,而我们的天舟货运飞船之前是半年才发射一次,随着运输能力的提升,接下来天舟货运飞船的发射次数估计还会更少一些。
当然,飞船的回收利用是未来的一个趋势,可以重复使用的飞船一方面可以降低建造成本、发射成本,另一方面可以把在外太空产生的高价值的成果带回地面。
6. 返回舱速度最高多少?
返回舱速度在7千米/秒以上。再入大气层后,由于地球引力增强和返回舱在轨道切线方向上减速,再加上大气过于稀薄,托不住返回舱,返回舱的下降速度会增加。
因为动能E=1/2mv²,由于是缓冲着陆过程,速度v减小,所以动能减小。由于距水平面越高的物体具有越大的重力势能,因为是着陆过程,距离地面的距离减小了,所以重力势能也减小了,这两种能量转化为了着陆舱与地面摩擦的内能。
由于受降落伞的设计着陆速度限制,载人航天返回舱在陆地上的着陆速度一般为6-7m/s,而对无人返回舱可达10-14m/s。
7. 2021年航天员王亚平什么时候回来?
2022年4月中旬返回。2021年10月16日0时23分,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭,在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射,约582秒后,神舟十三号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空。
2021年10月16日6时56分,采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口,与此前已对接的天舟二号、天舟三号货运飞船一起构成四舱(船)组合体,整个交会对接过程历时约6.5小时。按任务实施计划,3名航天员随后将从神舟十三号载人飞船进入天和核心舱。神舟十三号主要任务
一、载人飞船将采用自主快速交会对接的方式,首次径向停靠空间站;
二、届时中国空间站将实现核心舱、2艘货运飞船、1艘载人飞船共4个飞行器组合运行;
三、航天员将首次在轨驻留6个月,这也是空间站运营期间航天员乘组常态化驻留周期;
四、中国女航天员将首次进驻中国空间站,航天员王亚平也将会成为中国首位实施出舱活动的女航天员,而神舟十三乘组也将包括中国首次出舱的男女航天员;
五、在神舟十二号任务的基础上,进一步开展更多的空间科学实验与技术试验,产出高水平科学成果;
六、实施任务的飞船、火箭均在发射场直接由应急待命的备份状态转为发射状态。这些不同,也是我们将面临的挑战。
航天员将在空间站驻留6个月后(22年4月中旬)返回,将搭载神舟十三号载人飞船返回舱返回东风着陆场。
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1. 载人飞船试验船返回舱成功着陆,为何露面都非得坐椅子?
要说我们人类各个行业中哪个职业的风险最高、高度最高、速度最快,那当然非航天员莫属,他们的作业高度已经在某种意义上超出了地球,而且速度甚至达到了惊人的7.9公里/秒,也就是第一宇宙速度。并且航天员也是人类唯一一个需要脱离地球生存环境的职业,不管目前的载人航天设备有多么的可靠,但是让一个生物离开自己赖以生存环境本事就是一种冒险。
航天员代表人类探索未知的外太空,在这趟旅程中可能会随时发生意想不到的危险,所以想要成为一名航天员必须有过硬的心理和身体素质、过人的胆识、视死如归的精神、以及过硬的专业素养,这样才能在太空中完成也写既定的科学考察任务,完成相应的指令操作,遇到突发状况才能沉着冷静地应对。所以每一个从太空返回地航天员都是人类地英雄,但是我们也发现这这样的现象,也就是各国的航天员在地面出仓后都是首先坐在椅子上,接受人们的欢迎,那这是为什么呢?这其实跟太空和地面环境的差异有关。
地球轨道附近的微重力环境在地球表面上存在的任何物体,包括所有的生物,自从诞生就一直处在了1G的重力环境下。不仅如此,我们生物界的祖先在进化的过程中也是在这样的环境下繁衍的。所以我们身体的各项机能都适应了这样的重力环境。而且重力的存在还给了我们人类方向感,以及平衡感。我们认为下,永远都指向了重力的方向,而上正好和重力相反,有了上下于是就有了前后左右。
相信你也听说过“失重”这个概念,其实就是在一个物体不会受到任何的加速度,也就是他没有受到任何的净外力,爱因斯坦的等效原理告诉我们重力其实跟加速度是一样。但是我们在地球上或者在人类所能及的宇宙中很难找到完美失重的地方。多多少少都会感受到微弱的加速度,所以我们称其为微重力环境。
一般我们人类想要创造微重力环境一般有四种方法:落塔、飞机、火箭和航天器。落塔其实就是一种自由落体运动,由于距离的限制一般以秒计时,目前最长的时间为10秒,能够产生10^-4~10^-6G的微重力水平;飞机可以选择飞行抛物线,来产生微重力环境,首先向上爬升,飞机内的所有人员会感受到2G的加速度,然后平飞最后向下俯冲这样就可以产生20秒。10^-2G的微重力水平,火箭其实跟飞机远离是一样的。
最后一种绕地球轨道的航天器是我们人类最理想的微重力实验环境,持续时间长,而且感受到的重力加速度较低,你可能想问:航天器为何在地球轨道会产生微弱的加速度呢?也就是它为什么会感受到力呢?不是引力和离心力(惯性力)相互平衡了。其实在太空的真空环境下也很难有十分完美的环境,航天器在地球轨道附近运行期间也会受到大气阻力、以及其他天体引力的摄动,这就会给航天器产生一个微小的加速度,导致航天器失去运行速度,这就是为什么我们定期要给运行在地球轨道附近的航天器提供动力的原因。
微重力环境对人的影响其实上文已经稍微提到了重力对生命的重要性,人体在重力混乱的情况下就会出现各种难受、恶心、头疼的表现,例如你坐过山车,在不停的改变运动姿态的情况下,重力加速也会发生改变,时而超重、时而失重。最后的结果就是,导致人的重力感受系统和平衡系统发生紊乱,大脑以为身体中毒了,于是就发出了呕吐的指令。
不过这种失重环境是航天员所必须适应的,因为他们要在这样的环境下吃穿住行,转几圈就晕的人肯定不适合开飞机、更不适合当航天员。除了这些,微重力环境还会对人的身体产生不良的影响,包括:
对血液和体液循环的影响:我们身体内各种液体的流动已经适应了1G的重力环境,也就是说,人的循环系统就是为这样的重力环境进化来的。如果失去重力,大量的血液和体液就会冲向上半身,尤其是脖子、头部。造成鼻窦充血,不通气、面部肿胀虚胖、脖子静脉膨胀。长期这样就会造成头晕、头痛、目眩。
对骨骼的影响:长期处在微重力环境下,就会使得人体发生代谢紊乱,一些蛋白质的合成降低,造成免疫力下降,并且影响人体对钙的吸收,并且还会导致骨骼中钙的流失,所以长期在微重力环境下的人骨密度就降低,容易发生骨折。
对肌肉的影响:这个最好理解,微重力环境下你完全感受不到你的体重,也感受不到自己手臂和腿的重量,在太空舱内只需轻轻的扒着内壁就可以快速移动,肌肉长期的完全放松状态,就会导致肌肉萎缩,无力,酸软。
为什么做凳子呢?其实最主要的还是长途奔波,从一个微重力的环境到重力的环境的一个适应过程。正常的人在床上躺几天,完全放松,刚一起床猛地站起来也腿发软,并且头晕。更别说宇航员在太空呆了几天返回地球时地感觉了,他们需要被人搀扶出仓,并且赶紧坐下,站着真的可能会腿一软摔倒或者晕倒。
尤其是那些在国际空间站长时间工作地宇航员,虽然他们会在太空舱内用器械锻炼肌肉强度,但刚回地球也需要坐椅子,并且被抬走,立即送到医院进行康复治疗。所以不是宇航员想坐,而是实在是站不起来,或者站着实在是太累了。
2. 神舟返回着陆时间?
9个多小时。
2022年4月16日9时56分,神舟十三号飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。从与空间站天和核心舱分离到返回地面,全程仅用9个多小时,中国载人飞船首次采用快速返回模式“回家”
3. 中国终于有了自己的空间站?
2021年6月17日,神州十二号载人飞船带领3名宇航员将进驻离地400公里的100平米“豪宅”,相比于北上广的房价,这套“豪宅”造价将超过600亿元,是一笔不小的开支。不过相较于国际空间站,我国空间站规模只有其1/4,麻雀虽小五脏俱全,未来我们的空间站,像国际空间站一样,也会部署巡天望远镜、微重力实验室等。
很多人好奇,既然和国际空间站相似,为何还要再建造一个呢?
空间站的由来要回答为何还要再建一个空间站的问题,首先我们要了解空间站建造的历史。历史上一共出现过3类空间站项目,除了我们的“天宫号空间站”,一个是苏联的“礼炮号系列”,这是用飞船改造的空间站,一共服役了30年的时间。
第三个是美国的“天空实验室”,这个空间站一共有16个国家共同参与,从2006年开始运行,已经服役了15年,很有可能在未来几年内退役。
在美苏冷战时期,美苏之间展开了“太空竞赛”,在阿波罗11、12、14、15、16、17成功登月之后,其实美国还建造了阿波罗18、19、20,本来也是用于登月的,但是后面的登月计划取消后,这项经费就直接用于“天空实验室”。因为是改造而来,所以美国的“天空实验室”当时不具备补给功能,一共接待了3批9个宇航员。
在美苏争霸时期,由于苏联经济实力不济,在登月上总被美国刷存在感,所以之后苏联把重点工作调整到向金星、火星发射探测器上,可是连续发射10个探测器,要么没有进入预定轨道,要么直接坠毁,成了放烟花。
礼炮1号之后苏联又把主要精力主要聚焦在空间站上,相较于登月,空间站项目对于技术要求没有那么高,可谓另辟蹊径刷一波存在感。1971年,由当时“联盟号”飞船载着宇航员前往苏联“礼炮1号”太空站,结果遭遇非常尴尬的一幕,在“礼炮1号”门口一通操作6个小时,硬是没有打开“礼炮1号”舱门,最后只能无功而返。
为此美国还拍了部电影,认为宇航员忘拿钥匙,导致空跑了一趟,当然这只是个笑话。接受了上一次的教训,苏联第二次成功登上了“礼炮1号”,并且实现了电视直播。这一次直播效果拉满,不但长了苏联人的脸,同时也把美国人吓得不轻。
可是在22天后,这3名直播的宇航员在返航过程中,压力阀突然被震开,舱内气压迅速为零,3名宇航员顿时血液沸腾而死,惨烈场面不亚于《生化危机》。所以后来的宇航员,除非在空间站内,一律要求穿上宇航服。
所以我们看,无论是最初的空间站“礼炮系列”,还是“天空实验室”,其实都有很强的政治目的。其中“礼炮3号”甚至还装上了一门火炮,虽然火炮不好使,甚至在实验的时候还炸膛,但是有强大的威慑力,还是把美国人吓得够呛,本以为“星球大战”只是说说而已,没想到苏联人居然当真了。
话说回来,这门大炮非常不好使,不像在陆地上,你可以依靠地面做支撑,可是在太空当中,你每打完一炮,就需要很长时间才能把空间站调整到预定轨道上,否则这个空间站就要脱离轨道,进入大气层坠毁了。
在军事上屡屡受挫,苏联之后在空间站上加装了太阳望远镜、红外线/紫外线光谱仪、X射线望远镜、宇宙射线探测器等设备,主要研究胚胎在宇宙射线影响下发育情况,以及如何对抗长期失重情况下对身体影响等。
为何会有国际空间站?人们总说“科学是没有国界”,可是现在的“技术封锁”会告诉你,一切都是为政治服务的,包括科学。国际空间站看似科学界的“乌托邦”,全世界的科学家,不分国籍,都可以在外太空从事研究,可是真实的科学需要我们自主独立。
我们从国际空间站的投入占比就可以看出这个“国际”有多假,在这10年1551亿美元的投入中,美国投入1311亿美元,俄罗斯投入120亿美元,欧洲投入50亿美元,加拿大投入20美元,日本投入50亿美元。
在这一群“小弟”当中,俄罗斯是如何混进来的呢?
空间站项目不是放烟花,拿现在国际空间站为例,动辄每年40亿的维护费用,都让美国吃不消,更不用说上几百亿美元的运载费用。这也是NASA扶植马斯克SpaceX的主要原因,洛克希德·马丁、波音每次发射,都让NASA肝疼。
上个世纪70年代,苏联和周边国家发生冲突,特别是“帝国坟场”阿富汗,让苏联军费激增,而此时的美国也好不到哪儿去,国内反战情绪高涨,失业率飙升,导致后来的阿波罗18、19、20计划都不得不取消,两个国家都意识到,这项没有任何回报的太空站,是一个烧钱的无底洞。
之后在1972年,两国签署了《关于为和平目的探索和利用外层空间的合作协议》,决定在空间站项目上展开合作,苏联用联盟19号搭载2名宇航员,美国用阿波罗18号飞船搭载3名宇航员,在距离地面200公里的太空轨道上互相拥抱,之后在太空舱内共同生活了2天的时间,随后各自返回地球。
为此,前美国宇航员蒂姆·皮克还写了一本书《我问宇航员》,其中他认为最难的是学习俄语,相比于翻跟头“呕吐训练”,他认为学俄语这个难度更大。
到了1983年,苏联财政已经枯竭,“暴风雪号”航天飞机不得不偷工减料才能生产出来,比如把某些碳纤维材料直接换成普通钢材,同时苏联还接了不少贴片广告,在飞船的表面全是日本企业的广告。
可是在这一次任务当中,航员克里卡廖夫却面临无钱返航的窘境,之后他不得不在太空舱当中生活了311天,此后德国出于人道主义考虑,花费了2400万美元的费用,才把他接回来。回到地面的克里卡廖夫已经患上肌肉萎缩、骨质疏松、肾结石、白内障,完全不能站立。俄罗斯按照苏联时候的惯例,奖励他一辆伏尔加小汽车。
此后俄罗斯再也没有能力独立建造空间站,于是同美国达成协议,表示愿意出钱建造一些舱段,接驳在美国空间站上。
国际空间站是特殊历史时期的产物,美国拉俄罗斯都是迫不得已,因为飞船上有高度的机密,即使不是军事用途,也有很高的科技价值。
空间站的价值上文提到空间站是个完全烧钱的项目,很难有经济效益,目前贝索斯的蓝色起源项目,也只是说让大家坐飞船在太空当中看一眼,整个过程也就10几分钟,和我们玩过山车差不多。
可是我们看问题不能看眼前,在《三体》当中,三体文明通过质子影响我们的粒子对撞机结果,让我们人类科技锁死在量子初级,而得不到提升。
空间站现在研究:生存人体生理参数的测量、动植物和微生物在微重力环境下的发育、晶体在微重力下的生长等,看似没有任何商业价值,但是对于我们的未来有极大的影响。
要摆脱现在科技领域对于美国的依赖,尤其是在半导体领域的掣肘,我们不得不在前沿领域有自己的研究,现在中芯国际,长江存储等半导体企业在美国的制裁下,非常脆弱,没有几个能像华为一样,坚强活下来的。
话说回来,美国有没有禁止中国加入国际空间站项目呢?
在2017年央视《开讲啦》的节目中,请到了中国空间站系统副总设计师、天宫号二总设计师朱枞鹏,他对于这个问题有个比较官方的回答:“没有,实际上我们也没有申请过,中国的载人航天始终坚持独立自主的三步走战略,我们没申请过要加入国际空间站。”
也就是说,我们从来没想过要加入,一直都在自主发展,而且我们有长达百年的计划:
2021-2035中国大型深空探测和载人航天工程项目规划:2022年建成长期有人照料的载人空间站2023年前后实施嫦娥七号极区环境与资源勘查;2024年前后实施嫦娥六号月球极区采样返回 2024年发射巡天CSST空间望远镜;2025年实施近地小行星取样返回和主带彗星的环绕探测;2025年前后载人空间站二期工程 2026年实施载人绕月飞行任务(技术关深);2027年前后实施嫦娥八号月球极区资源开发利用验证;2028年前后实施火星取样返回任务(技术关深);2028年实施金星绕飞着陆探测任务(项目未立项 方案处于预研状态);2029年实施木星系及行星际穿越探测任务(技术关深);2030年前后实施载人登月任务 (技术关深);2031年前后实施海王星探测及飞出太阳系(项目未立项,方案论证状态);2033年前后实施天王星探测(项目未立项,方案论证状态);2035年前后建成有人/无人月球科研基地。总结虽然我们已经有了一个国际空间站,但是我们还要自主开发太空,这是我们前沿研究的一个重要方向。过去我们崇尚自由贸易,崇尚“比较优势”即:每个国家生产自由优势的产品,可是当经济危机来临的时候,我们所面临的只有科技的降维打击,芯片就是最好的例子。
空间站虽然花费不菲,从目前看还看不到任何经济回报,但是我们也要坚持在此科技领域的突破,为未来不再一次被制裁做准备。
4. 1999年十一月一第一艘无人实验飞船什么的成功发射?
1999年十一月二十日,我国的第一艘无人实验飞船神舟一号在酒泉卫星发射中心由长征二号运载火箭发射升空。这是我国进行的首次载人航天的试验发射,飞船返回舱在四子王旗着陆场顺利着陆,此次飞行试验取得了圆满成功,此后,又连续发射四艘无人试验飞船,2003年神舟五号载人发射成功。
5. 天舟六号有返回舱吗?
有返回舱
现在天舟六号货运飞船的发射时间也已经公布了,用来将天舟六号货运飞船发射升空的“长征七号”遥七运载火箭预计在2023年5月10日下午从海南文昌发射场发射升空。在发射升空后,天舟六号货运飞船将会采用快速交会对接的模式与天和号核心舱的后向端口进行交会对接。
之前我们已经发射了很多艘天舟货运飞船为中国空间站送去了补给,包括天舟四号货运飞船在内的飞船在撤离空间站没多久,就受控再入地球大气层,化为灰烬了。所以很多人都以为,现在天舟五号货运飞船已经从空间站组合体撤离,估计就会很快再入地球大气层燃烧殆尽了,但令人意想不到的是这艘飞船并不会马上重返地球,而是继续飞行一段时间。
现在,神舟十五号飞船正对接着天和号核心舱的前向端口,预计在6月就会撤离中国空间站返回地球,而天舟五号货运飞船接下来的一个任务就是等待神舟十五号飞船从空间站组合体撤离后,绕飞并对接于空间站节点舱前向端口。也就是说,天舟五号货运飞船现在处于单独飞行的状态,而在这个状态预计会持续一个月时间,才会再次与空间站组合体交会对接。
类似这样的操作,之前天舟二号货运飞船也曾经进行过。当时在神舟十二号飞船完成为期3个月的在轨飞行任务返回地球以后,天舟二号货运飞船也从天和号核心舱后向端口撤离,从天和号核心舱的下方向前方绕飞到前向对接口,在太空中转体180度,然后再次与天和号核心舱进行交会对接。
天舟二号货运飞船在完成这样的“调头”后,从天和号核心舱的前端对接口为天和号核心舱进行了推进剂的补给,进一步检验了空间站推进剂在轨补加的能力。现在天舟五号货运飞船已经撤离中国空间站却没有重返地球,可能也是在执行类似的任务。
除此之外,天舟五号货运飞船与空间站组合体对接着,可以极大地扩大空间站的内部空间,航天员可以把一些暂时用不到的物资放到天舟五号货运飞船内。特别是即将发射升空的天舟六号货运飞船搭载了比以往更多的物资,可以更加合理地运用天舟五号飞船的内部空间。
而在完成一系列任务后,天舟五号货运飞船将会真正从空间站撤离,将空间站产生的各种垃圾等废弃物带回地球大气层,在大气层中剧烈燃烧后解体,最终会落入南太平洋的预定区域。可以说,这其实就是让天舟五号货运飞船为祖国的载人航天事业燃尽最后一滴燃料。
天舟货运飞船为什么不能回收
从空间站撤离的载人飞船可以安全地将航天员送回地球表面,为什么天舟货运飞船却不能安全着陆地面呢?这得从货运飞船、载人飞船的结构差异之处说起了。
以我们的神舟载人飞船为例,神舟载人飞船主要由轨道舱、返回船、推进舱3个舱组成,航天员在完成任务后,返回地球时乘坐返回舱返回地球,而轨道舱、推进舱会留在外太空飘荡一段时间后,才会再入地球大气层。
为了让航天员安全返回地球,返回舱需要经过特殊的设计,比如说在返回舱外部需要涂有烧蚀材料、隔热材料,内部还需要有完善的生命保障系统。总的来说,返回舱的空间不大,但是设备非常大,功能非常强大,造价自然也比较高,难度也比较大,世界上没有多少个国家能够建造返回舱,所以也没有多少个国家掌握载人航天的技术。
而天舟货运飞船的结构就没这么复杂,货运飞船的本质就是给空间站补给,装的物资越多自然就越好,天舟号货运飞船由大直径的货物舱和小直径的推进舱组成,没有载人飞船那样的返回舱。
其中货物舱主要用来装载货物,而推进舱则为整个货运飞船飞船提供动力与电力。从设计的结构来看,天舟货运飞船在设计的时候就已经不考虑回收的情况了。随着我们不断优化天舟货运飞船的内部设计,天舟货运飞船的载货能力也变得越来越强,物资上行能力从之前的6.9吨提高到了7.4吨。
而载货能力的增强,对于我们减少运营成本也非常有用,因为单次运输的物资越多,为空间站补给的次数就越少,发射的货运飞船就越少。俄罗斯的进步号货运飞船一次只能运输2.3吨物资,为了满足国际空间站的正常运行,每年至少发射6艘进步号货运飞船,也就是两个月就要发射一次,而我们的天舟货运飞船之前是半年才发射一次,随着运输能力的提升,接下来天舟货运飞船的发射次数估计还会更少一些。
当然,飞船的回收利用是未来的一个趋势,可以重复使用的飞船一方面可以降低建造成本、发射成本,另一方面可以把在外太空产生的高价值的成果带回地面。
6. 返回舱速度最高多少?
返回舱速度在7千米/秒以上。再入大气层后,由于地球引力增强和返回舱在轨道切线方向上减速,再加上大气过于稀薄,托不住返回舱,返回舱的下降速度会增加。
因为动能E=1/2mv²,由于是缓冲着陆过程,速度v减小,所以动能减小。由于距水平面越高的物体具有越大的重力势能,因为是着陆过程,距离地面的距离减小了,所以重力势能也减小了,这两种能量转化为了着陆舱与地面摩擦的内能。
由于受降落伞的设计着陆速度限制,载人航天返回舱在陆地上的着陆速度一般为6-7m/s,而对无人返回舱可达10-14m/s。
7. 2021年航天员王亚平什么时候回来?
2022年4月中旬返回。2021年10月16日0时23分,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭,在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射,约582秒后,神舟十三号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空。
2021年10月16日6时56分,采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口,与此前已对接的天舟二号、天舟三号货运飞船一起构成四舱(船)组合体,整个交会对接过程历时约6.5小时。按任务实施计划,3名航天员随后将从神舟十三号载人飞船进入天和核心舱。神舟十三号主要任务
一、载人飞船将采用自主快速交会对接的方式,首次径向停靠空间站;
二、届时中国空间站将实现核心舱、2艘货运飞船、1艘载人飞船共4个飞行器组合运行;
三、航天员将首次在轨驻留6个月,这也是空间站运营期间航天员乘组常态化驻留周期;
四、中国女航天员将首次进驻中国空间站,航天员王亚平也将会成为中国首位实施出舱活动的女航天员,而神舟十三乘组也将包括中国首次出舱的男女航天员;
五、在神舟十二号任务的基础上,进一步开展更多的空间科学实验与技术试验,产出高水平科学成果;
六、实施任务的飞船、火箭均在发射场直接由应急待命的备份状态转为发射状态。这些不同,也是我们将面临的挑战。
航天员将在空间站驻留6个月后(22年4月中旬)返回,将搭载神舟十三号载人飞船返回舱返回东风着陆场。本站涵盖的内容、图片、视频等数据系网络收集,部分未能与原作者取得联系。若涉及版权问题,请联系我们删除!联系邮箱:ynstorm@foxmail.com 谢谢支持!