神舟十五號乘組已經把中國空間站的鑰匙移交給神舟十六號乘組,兩個乘組完成了空間站的交接。接下來,中國空間站交由神舟十六號乘組駐守,景海鵬、朱楊柱、桂海潮三位航天員將開展為期5個月的太空任務。

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神舟十五號的三位航天員費俊龍、鄧清明、張陸,在太空中生活和工作了186天,刷新了中國載人航天任務單次在軌最長時間紀錄。在軌期間,費俊龍和張陸執行了四次出艙任務,鄧清明在空間站內配合進行,這也打破了單次任務出艙最多次數紀錄。他們完成了一系列的設備調試和安裝工作,中國空間站由此轉入應用階段。



完成各項任務之後,神舟十五號的三位航天員將踏上返回地球之旅。根據中國載人航天工程辦公室,神舟十五號的返回時間已經確定,就在6月4日,到時神舟十五號返回艙將降落在東風著陸場。

關於具體返回時間,可以從已知信息進行推測。就像發射時需要瞄準時間窗口那樣,神舟十五號返回時也要瞄準時間窗口,具體時間取決於空間站的軌道參數和著陸場所在位置。

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根據中國空間站的TLE軌道根數,以及東風著陸場的具體位置,可以推測出神舟十五號的著陸時間是在4日上午6時30分左右。這一次,神舟十五號也會采用快速返回技術,讓返程時間大幅縮短19.5小時。那麼,神舟十五號的快速返回技術究竟有多厲害呢?

在當時天和核心艙發射入軌之後,我國發射了神舟十二號。在完成任務後,神舟十二號撤離天和核心艙,直到最後降落在東風著陸場,整個返程耗時28小時40分鐘。

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在神舟十二號返回期間,最耗時的地方在於繞地球飛行的時間很長。再入大氣層之前,神舟十二號繞地球轉了18圈,每飛一圈所需的時間約為一個半小時,所以這裡就需要27個多小時。

神舟飛船要想在預定著陸場降落,需要找到合適的時機才能再入大氣層,那就是飛船將會飛過著陸場上空,或者說著陸場與飛船的軌道平面共面。由於地球自身在快速轉動,而飛船又以每秒7.7公裡的速度快速飛行,所以要找到返回時機並不容易。



通過一系列復雜的軌道測控和計算,神舟十二號用了一天多的時間才確定返回時間窗口,然後點火制動,脫離軌道,重返大氣層,最終成功降落在預定著陸場。

而從神舟十三號開始,有了此前的相關技術驗證,我國掌握了更為精確的軌道預報技術,從而可以實現快速返回。在神舟飛船與空間站分離之後,通過精確預測各項軌道參數,並對飛船的軌道進行精確校準與修正,就能大幅減少飛船繞飛地球的圈數。

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有了快速返回技術,神舟十五號隻需繞地球轉5圈,就能進入最後的返回軌道。經過多次姿態調整、點火制動、軌道艙分離、推進艙分離,返回艙將以一個合適的姿態角再入大氣層。



經過上千度高溫的考驗之後,神舟十五號返回艙打開降落傘,進行充分減速。待到距離地面1米時,返回艙還會啟動反推火箭,使其速度進一步降低,從而實現軟著陸。



從撤離空間站,再到最後著陸,神舟十五號全程耗時預計約為9小時10分鐘,這要比神舟十二號的返回時間快了19.5小時。由於返回時間大幅縮短,神舟十五號航天員不用在飛船上待很長時間,從而大幅提高返程舒適度。

從理論上來看,神舟飛船的快速返回技術還有提升空間。如果對軌道預報精度再進一步提升,神舟飛船的軌道校準更精確,那麼,飛船繞地球的飛行圈數還能進一步減少。俄羅斯航天局的聯盟號載人飛船隻需繞地球飛行2圈,就能點火制動返回。如果神舟飛船的繞行圈數也能減少到兩圈,那麼返回時間就會縮短4.5小時,整個返程將隻需耗時四個多小時。

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根據著陸時間推測,神舟十五號預計於3日晚上9時30分左右撤離中國空間站,然後踏上返回地球之旅。讓我們一起預祝神舟十五號的平安凱旋,歡迎英雄回傢!