安全通过黑障区是大难题
目前的航天技术在再入阶段躲不开黑障,这是由于再入大气层时产生的高温对通讯产生了屏蔽,这个过程一般是在距离地球80-40公里的阶段,此时地面可以通过设备观测到返回舱,但无法进行通讯。一旦在这一阶段导航系统出现问题,不能沿着既定轨道下降,又无法与地面控制中心进行及时汇报,这是非常危险的。
另外,在黑障区阶段,返回舱头部温度会达到1000-2000摄氏度,如果不采取有效的防热降温措施,返回舱即便不会被烧毁,航天员也难逃厄运。因此,如何降温是最大的技术难点。通常而言,弹道式、半弹道式再入航天器采用以烧蚀防热为主的防热系统,而航天飞机采用以辐射防热为主的防热系统。飞船大多是使用一次就不再使用的,因此在飞船外使用一种瞬间耐高温材料,在高温加热时,表面部分材料会熔化、蒸发、升华或分解汽化。在这些过程中将吸收、带走热量,从而达到保存主要结构的目的。而可重复使用的航天飞机则采用隔热瓦。另外返回舱的舷窗玻璃也必须经过抗高温处理。杨利伟在回忆录中曾写道,返回时发现舷窗玻璃出现“裂纹”,而且“纹路就跟强化玻璃被打碎之后那种小碎块一样。”后来才搞清楚,实际上飞船的舷窗外做了一层防烧涂层,是这个涂层烧裂了,而不是玻璃窗本身。
保障细节不能忽视
飞船落地,并不意味着航天员就万事大吉了。一支非常专业的搜救队伍是必不可少的。他们必须快速找到返回舱,并在危险情况下营救航天员。神舟飞船的主着陆场通常有6架左右直升机,同时配备几支队伍负责医疗救助以及警卫和安保。此外还有一个地面搜救队,配备多台功能车。今年3月,为保障搭载两名俄罗斯宇航员和一名美国航天员的“联盟TMA-06M”号载人飞船返回舱的安全着陆,俄罗斯派出3架飞机、14架米-8直升机和7架搜救机。
为了在返回舱着陆偏差过大或者降落到环境特别恶劣地区后,航天员能够挨过搜救人员抵达前的时间。返回舱内必须具备一定的生命支持系统。据专家介绍,中国神舟飞船的航天员具备48个小时不出舱的生存能力。而美国的“水星”、“双子星座”等飞船均是在海上降落,飞船返回舱设计有水上漂浮装置。另外,如果在太空逗留时间过长,失重环境对航天员的心血管系统和肌肉、骨骼系统均会带来不利的影响,会不同程度出现立位耐力下降的现象,需要一个重力再适应的过程,因此航天员返回出舱后,需要先坐下休息一会。(张亦弛 罗山爱)