返回艙進入大氣層的速度約為7.9公裏/秒,相當於每小時28440公裏。
這種高速運動會導致艙內產生極高的空氣動力學熱量,因此必須采取壹系列措施來保護艙內的人員和設備。下面我們將從進入大氣層的過程、熱防護系統、降落傘等方面來詳細介紹。
進入大氣層的過程主要分為三個階段:大氣摩擦期、強爆炸期和穩定氣流期。在大氣摩擦期中,返回艙的速度逐漸減緩,同時艙體表面開始產生高溫和高壓氣體,這就需要熱防護系統來處理。
在強爆炸期中,艙體表面的溫度達到了最高點,甚至要高於火星表面溫度,這時需要的是更加強大的熱防護系統來抵禦高溫和高壓的氣體侵蝕。在穩定氣流期中,返回艙的速度逐漸降低,可以開始展開降落傘,準備著陸。
熱防護系統是保護返回艙不受高溫和高壓氣體侵蝕的關鍵。常用的熱防護材料包括碳化矽、碳化鈦、碳化硼等,它們都能夠承受極高的溫度和壓力。除了表面塗覆熱防護材料外,熱防護系統還包括內部冷卻系統,例如在熱防護層內設置水管,將冷卻水循環流過,能夠有效降低艙內溫度。
返回艙降落時,需要利用降落傘減速,確保人員和設備的安全。通常會采用多級降落傘系統,其中主降落傘是最大的、最重要的降落傘,能夠減速到較低的速度,同時還配備備用降落傘和剪刀式切斷措施等安全保障措施。此外,為了能夠精確地控制返回艙的著陸點,還需安裝定位系統,例如GPS、慣性導航系統等。
綜上所述,返回艙進入大氣層的速度非常高,因此需要采取壹系列措施來保護人員和設備。這些措施從進入大氣層的過程、熱防護系統、降落傘等方面展開,確保返回艙能夠平穩地降落,並將人員和設備帶回地球。