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飛船從太空返回地球,為什麼著陸點會不準確?多個原因造成的

2021-11-12由 科學探索007 發表于 歷史

幾百年前,人類走上了科技發展之路,工業時代的到來,也給了人類探索宇宙的希望。有了技術的幫助,人類終於在上個世紀中葉離開了地球,開始對宇宙進行初步的探索。

宇宙空間是巨大而神秘的,儘管我們可以透過天文望遠鏡觀察到很遠很深的星空,但要真正瞭解宇宙,我們還得走出地球,近距離接觸它。因此,把宇航員送上太空是我們探索宇宙的重要步驟。

為了把宇航員送入太空,完成任務後再完全返回地面,這就需要航天器。這類航天器與我們所知的飛行器有很大不同,飛行器可以直接從地面起飛並著陸,但是航天器卻不行,它需要火箭的助推才能實現。

飛船從太空返回地球,為什麼著陸點會不準確?多個原因造成的

在火箭的助推下從地面進入太空,可以比較精確地進入預定軌道,但是當宇航員要完成任務返回地球時,飛船的著陸點就不準確了,有時偏差會很大。我相信朋友們都知道,無論是美國返回阿波羅,還是我們的神舟返回艦,都是要出動大量人員和裝備,美國更將出動航母編隊。

所以有朋友提出了這樣一個問題:太空船返航時,著陸點為何會不準確?假如著陸點可以精確定位,就不需要勞師動眾,大量的人和各種機動車輛都能迅速出動。就連朋友也說,能給飛船裝個定位系統,這樣在地面上就能知道準確的位置了。

飛行器著陸在正確的位置,自然是件很好的事,可為什麼現實中卻做不到呢?事實上,這是多種原因造成的。在進入了科技時代之後,人類應該把科技含量較高的交通工具變成飛機,它是人類智慧的結晶。

飛船從太空返回地球,為什麼著陸點會不準確?多個原因造成的

擁有飛機後,我們才有了走遍地球的希望,才能把地球變成一個地球村,人與人之間、地域之間的距離都在不斷縮小。如果你能想到,乘坐飛機能很快地到達地球的任何角落,我們也知道,飛機需要著陸時,能夠準確地到達目的地,很少會出現偏差,除非是在緊急情況下或發生意外時,飛機不能降落在機場外面。

飛行器可以精確地從高空降落在機場的跑道上,但為什麼航天器不能呢?為了解決這個問題,我們需要對飛機的著陸方式有個瞭解,飛機之所以能精確地降落在機場內,是因為它在著陸過程中,軌道可以主動調整。

眾所周知,飛機在大氣層中均可進行低速滑翔,但在滑翔過程中,其所能選擇的範圍將十分廣泛。即便出現偏離,下降軌道仍可修正,最終精確降落在目標位置。但飛船卻做不到這些,這主要與飛船的外形有關。

飛船從太空返回地球,為什麼著陸點會不準確?多個原因造成的

相信許多朋友都知道,太空船的外形和阿波羅系列差不多,是圓錐形的大底,而我國的神舟系列是鐘形。無論是哪種形狀的飛船,它們都不能在大氣中進行低速滑行。只有在沒有進入大氣層前,才能調整飛船的軌道。比如嫦娥5號返回後,在近地軌道上進行了兩次彈回調整。

在太空中完成軌道調整後,飛船便迅速進入大氣層,此時飛船就像一個秤砣,只能自由落體向下墜落,不能控制落腳點,也不能進行中途軌道調整。到了10000米的高度,開啟降落傘就會不斷地減慢速度,最後降落到地面。

太空船進入大氣層後的著陸方式與跳傘模式是一致的,而跳傘的著陸點在什麼位置,完全無法精確定位,它受到多方面的影響。假如那時的天氣風較大,那麼降雨量就可能遠遠低於現在。

飛船從太空返回地球,為什麼著陸點會不準確?多個原因造成的

當然,飛船的降落點是透過把各種因素加到一起,然後科學計算出來的,還是能夠大致確定方位的。大致定位好後,就會派出汽車和人員在目標區域等候。有人說:為什麼不給船裝上定位系統呢?所以我們能精確地知道它的位置。

事實上,這是人們的一種誤解,無線定位系統重量不大,裝在船上根本不算什麼。但是這是必須的嗎?實際上沒有必要,現在的衛星定位系統已經很先進了,它基本上可以跟蹤整個飛船的返航過程。另外,飛船從太空中返回地球,這不是一件隨意的事情,它需要經過大量的計算才能完成。

航天器的軌道變化只能在太空中進行,因此在進入大氣層之前,地面宇航員們會提前設定航天器的落腳點。按照這一設定,飛船將在太空中完成變軌,這樣飛船進入大氣層後的返航位置就大致確定下來,一般都是選擇在草地或荒漠地帶,避免撞上人口密集地區,否則撞人和撞物都不好。

飛船從太空返回地球,為什麼著陸點會不準確?多個原因造成的

由於返回飛行器不能精確著陸,我們為什麼不用太空梭來回地球?相信有些朋友也知道,太空梭是一種外形類似飛行器的飛行器,可以做低速滑翔,還可以在飛行中途做軌道校正。因此,太空梭可以相對精確地降落到預定位置。

這麼棒的太空梭,為什麼宇航員進出地球時不用呢?有兩個主要原因,一個是太空梭是一種吞金獸,無論是研發、使用還是後期維護都要花費很多錢。每一次發射的成本約為5億美元,並且使用後的維護成本也很高,壽命也低於預期。

另外一個原因是太空梭沒有飛船的安全性,美國的“挑戰者”號和哥倫比亞號兩架太空梭的爆炸讓人們看到了他們的不安全,最後太空梭退役。無論是從金錢上還是從安全上,太空船都是當今人類科技的首選。

飛船從太空返回地球,為什麼著陸點會不準確?多個原因造成的

當然,將來太空梭一定會取代飛船,畢竟人類加速探索宇宙的步伐,每次進出地球都用太空梭顯然是不行的。但要使用太空梭,就需要有更強大的能量出現,我們現在使用的化學能量,是把宇航員送上太空,還是需要火箭的助推?

化學物質的能量等級不夠,因此太空梭的使用成本將會非常高,而且仍然不安全。只有一個能量更大的動力系統能輕鬆地把太空梭送入太空,並能輕鬆地返回地球。而且只有實現了太空梭的自由進出,人類才算真正開始了太空探索時代。

飛船從太空返回地球,為什麼著陸點會不準確?多個原因造成的

這些強大的能量就是目前科學家們正在研究和探索的可控核聚變,這些強大的核聚變能能使我們完全擺脫對火箭的依賴,使飛行器無需火箭助推就能自由進入地球。因此,太空梭何時才能完全取代飛船,主要還取決於控制聚變何時才能真正實現。

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