神舟十八號震撼返回背後:返回艙變火球 曾入「黑暗窒息300秒」

撰文:陳進安
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神舟十八號航天員乘組已完成全部既定任務,於11月4日凌晨乘坐神舟十八號載人飛船返回東風著陸場。三名航天員狀態良好,神舟十八號返回任務圓滿成功。當日,新疆庫爾勒多名市民早早架好相機,拍下神舟十八號載人飛船返回地球的瞬間。報道指,航天員重返地球後,需用半年時間恢復;3名航天員返回的驚心動魂的過程亦曝光。

《澎湃新聞》報道指,有庫爾勒市民稱,他得知神舟十八號載人飛船要從庫爾勒上空經過後,便早早架好相機,最後拍下它長長的火花拖尾,認為十分震撼。

市民拍下「神十八」長長的火花拖尾。(網上圖片)

據了解,飛船返回地球前,航天員們要跟繼續留在太空站內的組員完成工作交接,之後穿上壓力服進入返回艙,並關閉全部艙門,等待指令的傳達。接著,對接鎖會釋放,返回艙與太空站進行脫離,這時飛船會漸漸遠離。當距離拉開得足夠長時,飛船將啟動推進器,以及制動發動機點火,這時飛船就會減低飛行速度,來逐漸降低軌道,以便順利進入大氣層的下降軌道。

為確保飛船內設備在分離後不互相碰撞,飛船需旋轉90度,變成橫向飛行,然後將推進艙、返回艙、軌道艙組合體進行分離,各自返回地球。這是第一次姿態調整。而軌道艙內存儲著航天員在太空中所產生的生活垃圾,其將會在大氣層中被高溫銷毀。第二次姿態的調整時,返回艙、推進艙組合體要繼續旋轉90度,這時飛船飛行方向和一開始的方向相反,原因是要讓在前面的推進艙啟動發動機,給飛船一個推力進行制動減速。隨著推進艙發動機的啟動,飛船速度、高度均會隨之下降,隨後就會進入返回地球的軌道。

神舟十八號航天員乘組已完成全部既定任務,於11月4日凌晨乘坐神舟十八號載人飛船返回東風著陸場。(影片截圖)
凌晨1時1分,神舟十八號載人飛船返回艙與推進艙分離,葉光富、李聰、李廣蘇3名航天員正式踏上回家之路。

在飛船距離地面約145公里時,推進艙就會和返回艙進行分離。這是,隨著飛船返回艙的高度不斷下降,空氣密度會越來越大,氣動加熱效應會越來越強烈,返回艙外部的溫度急劇上升。透過飛船的舷窗,航天員可以看到飛船返回艙外部被燒得通紅,更變成一個從天而降的熊熊火球。

不過艙內的航天員不會被高溫傷害,因返回艙有一種特殊的隔熱材料,可以承受返回艙與大氣摩擦中燃氣的攝氏1000至20000度的高溫火焰。「神十六」航天員朱楊柱曾幽默地解說:「一路火花帶閃電,仿佛坐在太上老君的煉丹爐里。但艙內四季如春,溫控隔熱效果很好。」

身處大氣層時的返回艙,隨著高度不斷下降,空氣密度會越來越大,氣動加熱效應會越來越強烈,返回艙外部的溫度急劇上升,燃起高溫火焰,航天員將經歷時長約為5分鐘的黑障區,即傳說中的「黑暗窒息300秒」。所謂黑障現象,即飛船返回地球時,會與大氣層發生劇烈摩擦,溫度劇增,導致氣體分子與飛船表面被燒蝕的材料均發生電離,這些不斷產生的電離氣體包裹在飛船周圍,形成等離子體鞘套,對電磁波產生吸收衰減、折射、反射、散射等效應,導致飛船內部與外界的無線電通信異常乃至中斷。

凌晨1時13分,新華社報道,神舟十八號載人飛船返回艙主傘打開。(影片截圖)

2023年6月4日,神舟十五號載人飛船成功著陸東風著陸場,科技人員對其在穿越黑障區時的穩定跟蹤,表明中國已經具備了黑障區穩定跟蹤飛船的能力。當返回艙距離地面還有10公里左右時,降落傘蓋會自動打開,隨後4個不同作用的降落傘會逐一打開,減緩下降的速度。同時,底部的隔熱層自動脫落,起到地面緩沖的反推發動機就會露出,隨著返回艙不斷降落,推進裝置在約距離地面還有一米時點燃,這時飛船四周濃煙滾滾。最後,返回艙安全著陸。

醫護人員協助航天員出艙。(影片截圖)
三名航天員會在三輛醫護車上進行140分鐘的試驗,再回到北京進行療養。(影片截圖)

據航天員科研訓練中心邢雷介紹,三名航天員抵達北京後將進入隔離恢復期。航天員後恢復工作分三個階段開展,第一階段為隔離恢復階段,用時約3至4周,主要目的是消除飛行中對身體的不利影響,促進基本功能恢復。第二階段為療養恢復階段,用時約一個月,確保航天員身心全面恢復。第三階段恢復觀察階段,用時約4個月,航天員將在這個階段陸續開展各類訓練,經過約半年的恢復,航天員將轉入正常任務訓練。