神舟十六号飞船的好消息了!在2023年5月30日上午,搭载了3名航天员的神舟十六号载人飞船成功发射升空。神舟十六号载人飞船发射后,将会与空间站核心舱径向端口进行交会对接,形成三舱三船组合体。现在神舟十五号航天员乘组也已经做好了迎接神舟十六号的准备,这将是中国空间站的第二次太空会师。
在本次发射任务中,第三批航天员首次执行飞行任务,也是航天飞行工程师和载荷专家的首次飞行,航天员乘组由航天员景海鹏、朱杨柱和桂海潮组成,其中景海鹏担任指令长。
说起景海鹏,相信大家都不陌生了,毕竟之前航天员景海鹏已经参加过神舟七号飞船、神舟九号飞船、神舟十一号飞船任务,这次的神舟十六号飞船任务是景海鹏的第四次太空飞行,他的飞行经验非常丰富。而朱杨柱和桂海潮则都是首次执行太空飞行任务,我们之前对他们的认识并不是很多。我们先看下朱杨柱和桂海潮的基本信息。
朱杨柱是国防科技大学培养的首位博士航天员,是大陆首位航天飞行工程师,也是大陆首位非飞行员出身的职业航天员。在2020年9月,朱杨柱成功入选大陆第三批航天员,在2022年6月,成功入选神舟十六号飞船任务乘组,他将作为大陆首位航天飞行工程师来执行神舟十六号飞船任务,并将在中国空间站内开展相关技术试验。
桂海潮并非是职业航天员,是一名载荷专家,是来自北京航空航天大学的一名教授,在抵达中国空间站后,他将主要空间科学实验载荷的在轨操作。前段时间,有很多网友在看到日本东京大学将与清华大学在中国空间站实施火箭发动机相关的基础研究这个消息时,很多网友都认为日本宇航员要来中国空间站了。从神舟十六号飞船航天员乘组的名单来看,并没有来自外国的宇航员,到时候相关研究将由我们的载荷专家或者航天员来进行,比如说可能是由青年教授桂海潮进行,在地面工作人员的指导下完成一些研究。
很多网友可能都感到奇怪,航天员的选拔工作极为苛刻,为什么戴眼镜的桂海潮可以参与神舟十六号飞船任务呢?担任的任务不同,航天员的选拔标准自然也不同,比如说,与职业的航天员相比,对非职业的载荷专家航天员的要求没那么高,基本上达到门槛就可以了,低度的近视还是可以去太空的,如果是高度近视就不行。我们现在所招的几位载荷专家,有好几位都是戴眼镜的。当然,虽然载荷专家的选拔要求相对较低,但他们同样要完成数千个训练单元。
飞船发射升空时为何不燃烧
相信很多朋友都已经看了神舟十六号飞船发射的视频,当火箭点火以后,在强大的推力下,火箭、飞船组合体缓缓升起来,随着火箭推进剂的不断燃烧,飞船、火箭组合体的飞行高度越来越高,速度也越来越快。当飞行到一定的时间后,火箭就会关闭第一级发动机,随后第一级发动机进行分离,由二级发动机继续完成发射任务,最终将飞船送上近地轨道。
而随着飞船、火箭组合体发射升空、推进剂不断燃烧后,飞船、火箭组合体的质量也不断下降,飞船、火箭组合体的加速度越来越大,速度越来越快。虽然如此,在穿越卡门线之前,由于受到空气阻力等原因,火箭、飞船组合体的速度还比较低,也就是2-3公里每秒而已,还没达到可以正常环绕地球运行。
由于速度比较低,在这个过程中气动加热效应就不是很强烈,飞船、火箭组合体外部的温度自然也就不会很高,就不会出现剧烈燃烧的现象。随着飞船、火箭穿过了卡门线后,虽然火箭、飞船组合体速度进一步加快,但是大气太过稀薄,气动加热效应也不强烈,自然也就没法燃烧。
而飞船在返回地球时的情况就不同了。因为在环绕地球飞行时,飞船、空间站这些航天器的速度达到或者接近地球的第一宇宙速度7.9公里每秒,如果是从小行星、火星或者月球之类的天体那里返回地球,飞船速度更快,达到或者接近地球的第二宇宙速度11.2公里每秒。当飞船以这么快的速度闯入地球大气层,高度不断下降,空气密度越来越大,气动加热效应就会越来越强烈,直到飞船周围的温度上升到上千摄氏度甚至更高的温度,于是就出现了剧烈燃烧的现象。
如果飞船没有经过特殊处理,在闯入地球大气层时就会被烧毁。我们之前也看到很多火箭残骸、卫星残骸以及货运飞船在返回地球时都会直接在大气层中剧烈燃烧,绝大部分零器件都会直接燃烧殆尽,只有少量残骸可能会坠落到地面或者海洋。
而载人飞船的情况就不同了,因为它需要将航天员安全带回地面,所以载人飞船不能像货运飞船、火箭残骸在进入地球大气层后就燃烧殆尽,而是需要很好地保护起来。在载人飞船返回舱的外部涂有烧蚀材料、隔热材料,航天员在返回地球时就是乘坐经过特殊处理的返回舱返回地球的。
载人飞船返回舱返回地球、穿过地球大气层时,也会因为速度快而出现气动加热效应,周围的温度一样会上升到上千摄氏度。但是由于飞船返回舱外部涂有特殊的保护材料,所以返回舱并不会像货运飞船那样被烧毁,而是安全地着陆到着陆场,将航天员安全带回地面。