创造历史！SpaceX载人飞船返回地球，一文读懂十大细节

毋问我从哪里来

2020
08/03
02:56
腾讯科技


首次载人试飞任务的SpaceX龙飞船成功溅落在大西洋面上，标志着世界商业载人航天新时代的开始。

腾讯太空 文/乔辉

北京时间2020年8月3日凌晨2点53分左右，SpaceX载人龙飞船成功溅落在大西洋面上，这是龙飞船首次执行载人飞行任务，这也标志着世界商业载人航天新时代的开始。（注：在海洋上的降落称为“溅落”，对应英文splashdown）。

                               
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图注：在四个减速伞的作用下，龙飞船缓缓降落在洋面上。

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图注：在四个减速伞的作用下，龙飞船缓缓降落在洋面上。

                               
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本次试飞主要是为了对载人龙飞船进行各项验证，通过评估之后，龙飞船将正式执行NASA与SpaceX签订的“商业载人项目”（Commercial Crew Program ），预计首次正式载人飞行将在今年9月份进行，届时将有四名宇航员飞赴国际空间站。

                               
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图注：龙飞船被打捞到救援船甲板上。

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一、龙飞船返回地球的步骤有哪些？

                               
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1、宇航员进入龙飞船，飞 船舱门关闭。

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2、国际空间站上的舱门关闭。

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3、龙飞船自动脱离国际空间站。

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4、龙飞船调整飞行轨道。

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5、龙飞船丢弃服务舱。

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6、龙飞船顶部的天龙座发动机点燃，进行脱轨制动。

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7、龙飞船的鼻锥盖关闭。

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8、龙飞船开始进入大气层，利用气动减速。温度可接近2000度。

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9、在大约5.4公里的高度，两个引导伞打开，把速度降低到560公里每小时。

友昕

毋问我从哪里来，我从地球乘船来

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10、在大约2公里的高度，四个主减速伞打开，把速度降低到190公里每小时。

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11、飞船溅落到海洋上，等待救援队到来。

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友昕 发表于 2020-8-4 14:51
毋问我从哪里来，我从地球乘船来

二、龙飞船返回地球的最大难点是什么？

我们知道，龙飞船在距离地面400公里的高度上绕地球高速运动，速度大约7.66公里每秒，接近第一宇宙速度7.9公里每秒。

                               
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你想想看，龙飞船在400公里高度上以如此之快的速度运动，要想让它稳稳降落在地球上将是一件多么困难的事情，这也是所有从太空返回地球的航天器要经受的严峻考验，尤其是载人返回，还是具有极高风险的。

当龙飞船脱离国际空间站后，首先摒弃服务舱，然后择机进行返回制动点火，在地球引力的作用下返回地球。

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这里要简单说一句，所谓的服务舱，SpaceX使用的是Trunk一词，而不是Service module，但从作用上看有点类似于服务舱，目前尚无统一的翻译。龙飞船的服务舱是非加压的，可以搭载对气压不敏感的货物。

在飞船返回地球的时候，首先要靠飞船自身的气动阻力减速，这就要求其切入地球大气的角度非常重要。如果飞船进入地球大气层时的角度过小，有可能像打水漂一样重新弹回太空；如果进入地球大气层的角度过大，有被烧毁的可能，这种情况非常可怕。

                               
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图注：龙飞船进入地球大气层，峰值温度可接近2000度（ 艺术图）

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在飞船进入地球大气层后，由于强烈压缩其前面的空气，造成温度急剧升高，温度接近2000度，也就是说，飞船被一层高温的等离子体包围着。等离子体有一个特性， 能够屏蔽电磁波，这就造成了飞船与地面控制人员无法进行通讯，这种情况可持续6到7分钟，通常比喻为黑色恐怖的7分钟。

                               
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图注：明年，我国“天问一号”火星探测器进入火星大气层时的情景（艺术图）。

当我国“天问一号”着巡器明年初在火星上降落时，也会同样经历恐怖的黑障时间。目前，人类对黑障时间仍无解，只能祈求多福了。

友昕

发晚了，我昨天就知道这事了

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三、两位宇航员是谁？去国际空间站干了啥？

                               
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图注：罗伯特L贝恩肯（Robert L. Behnken）和道格拉斯G赫尔利（Douglas G. Hurley）（左）在龙飞船内部。

参加本次试飞的两位宇航员是：道格拉斯G赫尔利（Douglas G. Hurley）和罗伯特L贝恩肯（Robert L. Behnken），分别出生于1966年和1970年。

他们都是曾经三次进入 过太空，而且还都是执行过航天飞机任务的老手。其中，赫尔利在太空中有超过683个小时的经验，还执行过2011年7月最后一次航天飞机任务（代号：STS-135）。

贝恩肯作为航天飞机任务专家，曾先后执行2008年的（STS-123）和2010年的（STS-130）任务，累计在太空飞行时间超过708小时，其中包括37小时的太空行走时间。

这次在国际空间站期间 ，贝恩肯也没闲着，他和另一位在国际空间站上的美国宇航员Chris Cassidy一起进行了四次太空行走，为国际空间站更换了6块锂离子电池，替换了老化的镍氢电池，这些锂离子电池是此前由日本货运飞船运送来的。

其实，作为一次试飞，并没有安排太多任务，只要能平安返回地球， 就是最大的成功。