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新材料保障神七顺利返回


发布单位: 文化素质基地办公室 发布时间:2008-12-31
载人航天最动人的情节是航天员在太空中的精彩表现,完成一系列太空工作之后,总要返回地面,有去无回是不可想象的。发射升空考验的是运载火箭的功力,而返回时就要靠航天器自己了。无论是航天飞机还是宇宙飞船都要经历返回这一恐怖历程,返回是航天飞行中出现事故较多的阶段。中国的神舟五号、神舟六号,以及刚刚完成任务的神舟七号载人宇宙飞船都成功返回了地面,说明中国的返回技术已经非常完善。
一般载人航天器飞行高度大都在距地面300~500公里,神舟七号的轨道高度就在343公里。无论航天飞机还是宇宙飞船,从这样的高空返回地面,一般都首先采用减速制动,然后成落体(相当于平抛)运动,开始下落。可以计算,若不计阻力,到达地面的垂直速度可达每秒2.5公里以上,什么样的航天器都要摔得粉身碎骨。


好在航天器下落到距地面100多公里时,进入到地球大气层,大气的阻力会帮助航天器慢慢减速。但是空气的摩擦会产生大量的热能,温度可达1000~2000多摄氏度,防护不好就会把航天器烧毁。我们在夜晚常会看到拖着亮亮尾巴的流星,就是闯入地球大气层外空物体碎块被大气层摩擦烧掉的痕迹。为此,在航天飞机或宇宙飞船上既要有良好隔热材料和结构设计,防止舱内温度过高,又要有良好的吸热和散热材料,把热量及时散掉,这样才能安全通过大气层这层屏障。
降到一定高度后,航天飞机可以靠机翼滑翔,而宇宙飞船则需要进一步减速下落,这时就需要降落伞了。它可以使飞船的速度减到每秒10米左右,离地面1米高时,反推发动机最终将飞船减速至每秒1米多的速度,相当于慢骑自行车撞墙的效果,人体就可以承受了。
飞船的降落伞可不是一般跳伞员的降落伞可比的,一是要承受巨大的冲力,二是重量又要轻,否则会增加飞船的负担,所以一般的材料是不能胜任的。据说神七的减速伞采用的是强力高、重量轻、缓冲性好的特制涤纶材料制成,伞撑开的面积有1200平方米。回收伞由96根伞绳撑起来,每根伞绳的长度为46米,每米伞绳的重量仅2克,但每根绳子可承受300千克的拉力,保证了神七顺利返回。
不仅仅航天器的返回,其实,整个航天技术的发展在很大程度上都依赖于新材料的应用。实际上,高新技术都离不开神奇的新材料,所以新材料是高新技术发展的物质基础,而且各个领域的发展都离不开新材料的应用。


文章引自:《科学世界》

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