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“神舟”是我们每一个中国人的骄傲!

  “神舟”是我们每一个中国人的骄傲!
  整理:刘伟 审核:刘娜
  神舟十二号
  二十多年来,每一次出征都是新的进步。从无人飞行到载人飞行,从一人一天到多人多天,从舱内实验到太空行走,从短期停留到长期驻留,我们一次次向世界证明了中国的强大!祝贺神舟十二号载人飞船圆满完成任务,再创奇迹!
  发射时间:2021年6月17日9时22分;发射地点:酒泉卫星发射中心
  运载火箭:长征二号F遥十二火箭;宇航员:聂海胜、刘伯明、汤洪波
  任务概况:在轨验证航天员长期驻留、再生生保、空间物资补给、出舱活动、舱外操作、在轨维修等空间站建造和运营关键技术,首次检验东风着陆场的航天员搜索救援能力;开展多领域的空间应用及实(试)验;综合评估考核工程各系统执行空间站任务的功能和性能,进一步考核各系统间的匹配性和协调性,为后续任务积累经验。
  【飞行任务】
  十二号载人飞行任务是空间站关键技术验证阶段第四次飞行任务,也是空间站阶段首次载人飞行任务,任务有以下主要目的:
  在轨验证航天员长期驻留、再生生保、空间物资补给、出舱活动、舱外操作、在轨维修等空间站建造和运营关键技术,首次检验东风着陆场的航天员搜索救援能力;开展多领域的空间应用及试(实)验;综合评估考核工程各系统执行空间站任务的功能和性能,进一步考核各系统间的匹配性和协调性,为后续任务积累经验。按计划,神舟十二号飞船入轨后,将采用自主快速交会对接模式对接于天和核心舱的前向端口,与天和核心舱、天舟二号货运飞船形成组合体。航天员进驻核心舱,执行天地同步作息制度进行工作生活,驻留约3个月后,搭乘飞船返回舱返回东风着陆场。
  【出舱活动】
  2021年7月4日,航天员刘伯明、汤洪波身着中国自主研制的新一代“飞天”外航天服,已先后从天和核心舱节点舱成功出舱,后续将在机械臂支持下,相互配合开展空间站舱外有关设备组装等作业,聂海胜在舱内配合支持两名出舱航天员开展舱外操作。2021年8月20日,航天员聂海胜和刘伯明成功出舱,在舱内的航天员汤洪波的配合支持下开展舱外操作。
  神舟十二号三名航天员协同配合,进行中国空间站首次出舱活动。这是继神舟七号飞行乘组顺利完成出舱任务后,时隔13年,中国航天员再次执行出舱任务。经过约7小时的出舱活动,圆满完成出舱活动期间全部既定任务,标志着中国空间站阶段航天员首次出舱活动取得圆满成功。
  【船舱分离】
  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。截至9月16日,神舟十二号航天员乘组已在空间站组合体工作生活了90天,刷新了中国航天员单次飞行任务太空驻留时间的纪录。神舟十二号飞船经历上升、入轨交会飞行后,将与已经和天舟货运船形成组合体的空间站核心舱对接,航天员进入空间站组合体,执行空间站建造阶段第一次任务。后续,待航天员本.次飞行任务完成,航天员返回飞船,飞船撤离空间站,执行返回和着陆飞行,将航天员安全带回地面。
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  中国四大航天基地
  嫦娥奔月、万户升天的故事,寄托着中华民族自古以来对太空的向往。探索广袤无垠的太空,成了一代又一代航天人永无止境的事业追求。随着我国综合国力的不断提升,中国对于宇宙的探索也飞速发展,正在向着航天大国和强国迈进!今天我们一起来看看我国的四大航天基地。
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  【甘肃酒泉】
  中国酒泉卫星发射中心位于祖国西北荒无人烟的巴丹吉林沙漠边缘,距离酒泉市260余公里,是我国建设的第一座航天发射场,也是我国目前唯一一座载人航天发射场。酒泉卫星发射中心海拔1000米,始建于1958年10月,该地区地势平坦,人烟稀少,属内陆及沙漠性气候,年平均气温8.7℃,相对湿度为35%—55%,常年干燥少雨,一年四季多晴天,云量小,日照时间长,每年约有300天可进行发射试验。
  有利区位:多晴朗天气,海拔较高,大气稀薄,利于观测
  【中国太原】
  中国太原卫星发射中心位于山西省忻州市岢岚县的高原地区,是我国完全自主建设的第一座火箭卫星发射场。太原卫星发射中心适合发射多种卫星,特别是地球低轨道和太阳同步轨道卫星。太原卫星发射中心始建于1967年,这里地处温带,海拔1500米左右,由于海拔高,周围有高山阻隔,缺少海风影响及气候寒冷干燥等特点,冬天时间长且寒冷,夏天时间短,年平均温度为4—10℃,夏季最高温度达28℃,冬季可降至零下39℃。
  有利区位:多晴朗天气,海拔较高,大气稀薄,利于观测
  【四川西昌】
  四川西昌卫星发射中心始建于1970年,位于四川省凉山彝族自治州境内,是我国发射卫星最多、对外开放最早、发射轨道最高、发射场气象条件最复杂的航天发射场,主要承担地球同步轨道卫星发射任务,年发射能力可以达到15发以上。西昌地处东经102度、北纬28.2度,平均海拔1500米,地处大凉山腹地,地形隐蔽。常年平均气温17℃,是中国年气温年度化最小的地区之一。晴天多达320天,几乎没有雾日。
  有利区位:位于内陆,人烟稀少,较安全
  【海南文昌】
  中国的第四个卫星发射中心位于位于海南省文昌市龙楼镇星光村的一片西瓜地,约北纬19度19分,东经109度48分。由于此地点的纬度较低,地球自转造成的离心力可以让火箭负载更多的物品。该中心可以用来发射正在研制的重型长征五号系列火箭。主要承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测卫星等航天器的发射任务。
  有利区位:①交通便利,海运方便运输大吨位火箭;②纬度低,节省成本;③可多方位发射,直接面向大海,安全系数高;④原有基础设设好。
  俯瞰中国版图,从大漠戈壁到大凉山下,从黄土高坡到海角天涯,中国航天发射的“原点”正在由内陆向沿海位移。
  飞船返回舱再入大气层时,航天员为什么坐在“倒座”上?
  返回舱再入大气层,是航天员返回地球过程中环境最为恶劣的阶段。这一阶段,航天员至少要闯过两道“鬼门关”。我们以神舟十二号载人飞船为例。当神舟十二号完成预定任务后,聂海胜、刘伯明和汤洪波三名航天员乘坐飞船返回舱返回地球。整个返回过程需要经过制动离轨、自由下降、再入大气层和着陆4个阶段。
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  (神舟飞船结构)
  在制动离轨开始之前,飞船主体包括轨道舱(在前)、返回舱(居中)和推进舱(在后)这三个部分。制动离轨完成之后,轨道舱将会被留在太空轨道继续运行。这个时候,神舟十二号飞船只剩下推进舱和返回舱这两个部分了。
  从真空环境进入到大气层,这个阶段被称为再入大气层阶段,这时飞船距离地面的高度一般为80~100公里。在这个阶段,飞船的推进舱将会被抛弃(然后如流星般坠落在大气层中烧毁),飞船主体只剩下返回舱。
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  (神舟十二号飞船飞行全程示意图)
  再入大气层阶段,返回舱和航天员面临的第一道“鬼门关”是火焰关。返回舱在高速状态下会与空气产生剧烈的摩擦,从而产生几千摄氏度的高温。为了避免高温烧穿舱壁,返回舱的表面必须涂有烧蚀材料,利用材料的热解、熔化、蒸发等方式散热。这种材料是石棉、玻璃与酚醛掺合形成的复合材料。直径2.5米的神舟返回舱表面积有22.4平方米,防热材料总重量约500公斤。同时,为了避免局部过热,返回舱还需要利用滚转调姿发动机,通过自转来均匀受热。
  过了这一关,航天员就要面对第二道“过载关”。返回舱进入稠密大气层后,会产生巨大的冲击过载,就像飞机撞上火山一样猛烈。随着高度的下降,过载越来越大,此时如果不采取任何措施,强大的过载很快就会超过航天员的承受极限。所以,返回舱和航天员都要采取相应的措施来对抗过载。返回舱采取的措施是实施升力控制。通过启动自身携带的升力发动机来降低返回舱的下降速度,从而降低过载。航天员采取的措施则是调整坐姿。坐在返回舱的“倒座”上,这时航天员乘坐的座椅方向与返回舱的飞行方向相反。
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  如何理解“倒座”这个概念呢?我们坐公交车时会发现,公交车上的大部分座位都是朝前的,但是也有少部分的座位是朝后的,人们把这些朝后的座位叫做“倒座”。在公交车加速或减速时,乘客的身体会往后或往前偏倒,容易发生危险,对身体造成危害。
  航天员的“倒座”就是利用了这个原理。返回舱在再入过程中,由于受到空气阻力D的作用,一直处于减速状态,就好比公交车处于“刹车”状态。这时航天员采用“倒座”的姿势,能够确保自己的头部和上身紧压在带有赋形坐垫的座椅靠背上,使航天员便于承受较大的过载。
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  一般来讲,“倒座”与返回舱的“地板”呈20°夹角,这样由升力L产生的过载使航天员的臀部和大腿紧压在座椅上,可以提高航天员承受较大过载的耐受性。返回舱实施升力控制、航天员调整坐姿,双重保障就可以确保航天员安全度过“过载关”。
  最后,到了着陆阶段,返回舱的回收着陆系统开始工作,先后拉出引导伞、减速伞和主伞,使返回舱的速度缓缓下降,并抛掉防热大底。在距地面一米左右时,返回舱启动反推发动机,就可以实现软着陆。
  写在最后
  有趣的是,航天员不仅能在返回阶段坐在“倒座”上,在飞船的待发阶段和上升阶段也可以坐在“倒座”上,而且会感到很舒服。在待发阶段,航天员坐在“倒座”上进行各项准备工作,这个时候飞船呈垂直竖立的状态,航天员躺在靠背与地板成20°的“躺椅”上,就如同我们在理发店洗头时的半躺姿态。在上升阶段,飞船将推力传递到航天员的“倒座”上,航天员感受到“倒座”的“推背力”,就像驾驶有强劲动力的跑车在加速一样。
  (综合自搜狗百科、若历史转身公众号、匠心地理公众号)

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