为什么飞船返航的过程中,不能减速进入大气层呢?
飞船在绕地飞行时,如果要降低轨道高度,一定要通过降低速度来实现。这里涉及到了圆周运动的知识。
当向心力大于离心力时,物体运转轨道半径减小,做向心运动,反之,向心力小于离心力,物体运转轨道半径增大,做离心运动。举一个例子来说,假设有一个质量为100000千克,飞行速度为7700米每秒,轨道高度为300千米的宇宙飞船在地球轨道上运行,那么它的机械能大约是焦耳。看着这个数字隐隐约约可以感受到它的庞大,但是至于它到底有多大还是挺模糊的。
不妨在举一个例子,一个普通的家庭每年冬天取暖所需的能量大约为焦耳,如果将飞船所具有的能量全部用于取暖,那么一户家庭可以足足使用41年。
因为飞船体积有限,载荷也就受限制。不可能携带更多燃料上天。所以在降落时主要靠自由落体下降,速度必然就会越来越快。只是在临近地面时,才用一次发动机制动。然后再利用降落伞缓冲一下。最后实际是比较重的摔在地上的。
飞船内部有保护航天员的缓冲设施,球形舱容易滚动,也可以吸收部分冲击能量。然后是靠地面人员协助让飞行员出舱。
大约在距地10千米左右的高空,飞船的速度已降到每秒330米以下,相当于“音速”。此时,飞船上携带的降落伞便会自动打开,配合着陆的软着陆发动机也会适时启动。
了解了这些,我们回到问题上来,当飞行器或返回舱到达近地轨道,就是依靠反推进提供足够外力来减速降轨,着陆前也是通过多种手段降低速度软着陆。
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2023-06-12 广告