安全通過黑障區是大難題
目前的航天技術在再入階段躲不開黑障,這是由于再入大氣層時產生的高溫對通訊產生了屏蔽,這個過程一般是在距離地球80-40公里的階段,此時地面可以通過設備觀測到返回艙,但無法進行通訊。一旦在這一階段導航系統出現問題,不能沿著既定軌道下降,又無法與地面控制中心進行及時匯報,這是非常危險的。
另外,在黑障區階段,返回艙頭部溫度會達到1000-2000攝氏度,如果不采取有效的防熱降溫措施,返回艙即便不會被燒毀,航天員也難逃厄運。因此,如何降溫是最大的技術難點。通常而言,彈道式、半彈道式再入航天器采用以燒蝕防熱為主的防熱系統,而航天飛機采用以輻射防熱為主的防熱系統。飛船大多是使用一次就不再使用的,因此在飛船外使用一種瞬間耐高溫材料,在高溫加熱時,表面部分材料會熔化、蒸發、升華或分解汽化。在這些過程中將吸收、帶走熱量,從而達到保存主要結構的目的。而可重復使用的航天飛機則采用隔熱瓦。另外返回艙的舷窗玻璃也必須經過抗高溫處理。楊利偉在回憶錄中曾寫道,返回時發現舷窗玻璃出現“裂紋”,而且“紋路就跟強化玻璃被打碎之后那種小碎塊一樣。”后來才搞清楚,實際上飛船的舷窗外做了一層防燒涂層,是這個涂層燒裂了,而不是玻璃窗本身。
保障細節不能忽視
飛船落地,并不意味著航天員就萬事大吉了。一支非常專業的搜救隊伍是必不可少的。他們必須快速找到返回艙,并在危險情況下營救航天員。神舟飛船的主著陸場通常有6架左右直升機,同時配備幾支隊伍負責醫療救助以及警衛和安保。此外還有一個地面搜救隊,配備多臺功能車。今年3月,為保障搭載兩名俄羅斯宇航員和一名美國航天員的“聯盟TMA-06M”號載人飛船返回艙的安全著陸,俄羅斯派出3架飛機、14架米-8直升機和7架搜救機。
為了在返回艙著陸偏差過大或者降落到環境特別惡劣地區后,航天員能夠挨過搜救人員抵達前的時間。返回艙內必須具備一定的生命支持系統。據專家介紹,中國神舟飛船的航天員具備48個小時不出艙的生存能力。而美國的“水星”、“雙子星座”等飛船均是在海上降落,飛船返回艙設計有水上漂浮裝置。另外,如果在太空逗留時間過長,失重環境對航天員的心血管系統和肌肉、骨骼系統均會帶來不利的影響,會不同程度出現立位耐力下降的現象,需要一個重力再適應的過程,因此航天員返回出艙后,需要先坐下休息一會。(張亦弛 羅山愛)