100km高空,火箭熄火是怎样的体验
发布时间:2018-10-12
出品:科普中国
制作:吕炳宏
监制:中国科学院计算机网络信息中心

  罕见!惊险!万幸!

  漫步天际的航天员们看起来高端酷炫,但他们却承受着着极大的风险,所以将他们称为“刀尖舞者”一点儿不为过。这不,昨天这档子事就让全世界人民捏了把汗!

  

 

  视频备注:视频回顾发射事故过程,最后几秒钟飞船内部发生严重抖动(来源:环球时报“这视频”)

  北京时间昨天下午16时40分,俄罗斯宇航员Alexey Ovchinin和NASA宇航员Nick Hague乘坐联盟MS-10飞船,从拜科努尔航天发射场升空前往空间站。由于发动机故障,火箭未能按计划完成二级分离,未能将飞船送入预定轨道。万幸的是,飞船及时启动逃逸机制后返回地面,目前宇航员身体状态良好。事发后,俄罗斯宣布暂停所有载人飞船发射计划。

图为发射前,两名宇航员容光焕发亮相发射场(图片来源:NASA)

16时40分,联盟FG火箭点火升空(图片来源:NASA)

救援现场,两名航天员被及时发现(图片来源:NASA)

获救后,两名航天员惊魂未定,不过身心状态看着还行……(图片来源:NASA)

  此次事故是继2003年哥伦比亚号航天飞机解体事故后发生的第一起载人航天飞行事故。

赶紧来瓶伏特加压压惊……(图片来源:我们的太空)

  在这里不得不佩服两位航天员的心理素质,快飞出大气层的火箭突然熄火,换作是你,你说慌不慌?其实类似的事情已经不是第一次发生了。

此次任务的指令长拉扎列夫与飞行工程师马卡罗夫(图片来源:NASA)

  第一次是1975年。那年4月5日,前苏联发射联盟-18A飞船。也是在100多公里外的高空,分级火箭分离不成功,飞船无法入轨,随即激活自动中止程序,返回舱与飞船分离。

事后的两位患难兄弟(图片来源:NASA)

  飞船返回舱降落在大雪覆盖的西伯利亚西部,在陡坡上翻滚下滑,后来降落伞挂在了一棵树上才停止。由于当时中苏关系高度紧张,两人不确定自己是否已经落入我国境内,立刻迅速销毁了飞船上的所有任务文件,最终,两人在大雪中熬了一夜,第二天得以获救。

  看到这里就不得不提到这两次事故的共同点:两次事故均是由于火箭飞行不正常而造成的。那么有小伙伴会发问了,火箭上不是有个叫做逃逸塔的东西吗?

联盟FG运载火箭顶部看起来像避雷针一样的东西就是逃逸塔(图片来源:NASA)

  以我国著名的长征二号F型运载火箭为例,逃逸塔的任务是在火箭起飞前900秒到起飞后120秒时间段内,万一火箭发生故障,它的顶端的数个火箭推进器,可以拽着整流罩里的轨道舱和返回舱与火箭分离并降落在安全地带,帮助飞船上的航天员脱离险境。

逃逸塔工作原理示意图(图片来源:我们的太空)

  而这两次任务过程中,逃逸塔早已早早脱离。航天员又是怎么回来的呢?看了下面四张模拟图便一目了然:

图片来源:我们的太空

  如图所示,逃逸塔分离后,整流罩上方的火箭带动飞船脱离运载火箭主体返回舱再次分离,并执行返回降落程序。此举保证了在逃逸塔分离后,在上升段的航天员,生命依旧可以得到保障。这一次事故实际验证了俄罗斯火箭的逃生系统是安全可靠的,堪称不幸中的万幸!

图片来源:我们的太空

  我国的长征系列运载火箭有没有类似的设计呢?答案当然是肯定的。

图片来源:新华社

  “救命稻草”逃逸塔分离后,到抛整流罩前(40-110公里)出现故障,由整流罩上的高空分离发动机逃逸,也就是今天这次事故的情况。

图片来源:新华社

  抛整流罩到飞船入轨前(110~200公里)出现故障,飞船可以直接和二级火箭分离,实现紧急返回。

(图片来源:我们的太空)

  总而言之,载人航天,人命关天。为了航天员的生命安全,科技人员们会预想一切险情以制定,尽可能毫无纰漏的逃逸与救生预案。

我国长征二号F型运载火箭待发射阶段和发射段各类求生模式飞行程序示意图(图片来源:我们的太空)

今年五月,我国航天员在酒泉卫星发射中心开展了发射场待发段紧急撤离训练。(图片来源:我们的太空)

今年五月,我国首次在着陆场区沙漠地域组织的航天员野外生存训练。(图片来源:我们的太空)

2017年8月,我国在烟台海域组织航天员进行海上救生训练。(图片来源:我们的太空)

  当然,我们由衷地希望,这样那样的逃生方案永远不要用到。

我国进行的唯一一次零高度飞船逃逸试验(图片来源:我们的太空)

  在此向所有航天工作者致以崇高的敬意!

  (本文中标明来源的图片均已获得授权)

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