返回轨道

更新时间:2023-10-23 00:15

返回轨道是航天器返回地球并降落到地球表面过程中其质心的运动轨迹。

简介

返回轨道分 4个阶段:①离轨段:在制动火箭的推力作用下,航天器离开原来的轨道。②过渡段:进入大气层以前的被动段。在这一阶段,一般要经过多次轨道修正,以便准确、准时进入再入走廊。③再入段:从进入大气层到距地面10~20公里处。这一阶段是返回轨道的重点,航天器要经受高温和较大过载的考验。④着陆段:利用降落伞和其他减速装置使航天器安全降落在地球表面。航天器返回轨道的设计是航天器总体设计的一部分。它与防热设计、结构设计、控制系统设计和外形设计都有密切的关系。

类型

返回轨道的再入段可分为弹道式再入、滑翔式再入、跳跃式再入和椭圆轨道衰减式再入 4种类型。前三种称为直接再入轨道。

弹道式再入

升阻比为0,或近似为0的航天器,在大气中飞行时,只有阻力,不产生升力。这种航天器外形简单,一般是钝头的轴对称旋转体,它进入大气层后,沿弹道式路径返回地面。在返回过程中,航天器的落点无法调整,落点偏差较大。另外,沿弹道式路径返回,航天器受到的过载也比升力式返回大得多。

滑翔式再入

航天器是一个滑翔体,利用其在大气层中运动时产生的升力控制下降的速度,因而承受的过载大大减小。降落时航向和侧向都可作适当的机动,以提高落点的精度。与弹道式再入相比较,再入走廊也比较宽。但是,升力的控制技术比较复杂,难度较大。

跳跃式再入

航天器进入大气层后依靠升力再次冲出大气层,降低了速度,然后再进入大气层,也可以多次出入大气层,经过多次减速。对于以接近第二宇宙速度进入大气层的航天器,用这种方法可以减小过载,调整落点。

衰减式再入

利用大气阻力使轨道逐步衰减,航天器最后落回地面。这种方法难以精确估计着落时间和地点。周期性地穿过地球辐射带也会损害航天员的健康,一般仅作为备用的应急方案。

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