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神舟十二号落点精度到底有多高?847米,为何还说它正中靶心?

神舟十二号降落直播的数据量之丰富前所未有,相信各位大佬们都是看得爽了去!各项数据毫无保留地直播了出来,使得我们可以拿来分析下神舟十二号飞船的落点精度!

而种花家通过简单的计算发现,从第一次落点预报到最后实际落点的精度,仅仅相差847米,其精度之高,超出了大家的想象,而且返回舱一落地,马上就是工作人员上前查看,比航天飞机着陆还要及时!

预报与实际落点相差仅为847米

2021年9月17日12点45分,制动发动机开启,返回开始,除了主发动机外,侧面还有姿态控制发动机也在有规律的喷出火焰,这是在保证制动时飞船姿态的稳定。

制动结束后不久,飞控中心预报工作人员就给出了预测落点坐标为:东经100°04'46'' 北纬41°37'23'',熟悉地理的朋友就知道了这纬度大约就在内蒙古某地,当然没错,在东风着陆场!

在进入黑障前和打开降落伞后又有两次精度预报,其中开伞后的预报精度如下:

13点34分29秒,神舟十二号返回舱成功着陆东风着陆场,落地后不久,前方空中搜救报告落点精度为东经100°04'26'' 北纬41°37'46'',似乎数字变化不是特别大,那么理论与实际预报精度差是多少呢?

两个坐标之间的距离计算工具

对于了解载人航天器着陆的朋友来说,这个着陆精度实在是太高了!但不了解的朋友心头肯定有一个疑问,弹道导弹圆周概率误差可达几十米,这载人航天还是有人控制的,怎么会差距那么大?

为何差距847米,还要说神舟十二正中靶心?

其实载人航天的返回舱着陆和弹道导弹差距是比较大的,我们首先来看看弹道导弹弹头从发射开始到击中目标大概会经历什么过程,有哪些因素会影响其精度。

LGM-118导弹

弹道导弹和火箭其实没有太大差异,只是载人航天能达到7.9千米/秒的绕地速度,而导弹则没有,所以它会划过一条抛物线轨道回到地面,影响它落点精度主要是制导方式,一般弹道导弹中最核心的设备是惯性制导的陀螺仪,它是比对一路出发后与初始值之间的差异。

从而一路修正自己的姿态,控制导弹飞向目标,而中途也可以星光或者GPS或者指令制导等多种模式,但一旦弹道导弹的多弹头分离之后,精度就已经确定了,弹道导弹分离弹头高度比较不确定,比如LGM-30民兵导弹的MIRV(多重目标再入大气层载具)在157千米高度释放弹头。

MIRV(多重目标再入大气层载具)

此后弹头不再受控,直接以抛物线轨迹直达目标,如果没有特殊引爆方式的话那么爆炸将会在撞击后发生,CEP误差为200米以内,当然最高的潘兴II导弹可达30米,这个精度用核弹,和正中靶心也没啥区别了。

LGM-30民兵导弹的MIRV释放的8个弹头

载人航天重返大气层过程差异有哪些?

两者本质差别并不大,都是重返大气层,而且返回舱和推进舱分离高度几乎就差不多,比如神舟十二号分离高度是145千米,与弹道导弹不一样的是,返回舱还有姿态控制火箭,可以在返回过程中略微调整姿态,当然这对落点精度也有所帮助。

但两者最大的差异是,弹道导弹的弹头将直接进入黑障,除了大气层摩擦减速外不再提供减速机制,高层和低空大气气流对其影响比较小,因此只要分离时机精准,弹头姿态精确(一般会自旋保持稳定),那么攻击精度就有所保障!

返回舱和推进舱分离

但载人的返回舱不行,因为载人的返回舱无法自旋保持稳定,还有下降时启动效应控制姿态,附属物会影响启动结构,另外在进入黑障前两者情况是类似的,但出了黑障以后,作为载人飞船则会开始减速,会先弹出引导伞,然后拉出减速伞,等速度下降后最后拉出主伞,主伞开伞高度至少超过10千米。

而从此时开始,受到高空风速和后续受到低空风速影响是最大的,因为巨大的降落伞要将返回舱速度降低到8-10米左右,此时会受到横风的影响,当然从分离开始到着陆位置,气象资料是掌握的,预报的落点也考虑了这些影响。

但综合考量,从第一次预报落点到实际位置,相差仅仅为847米,这是一个让全球为之侧目的成绩,当然更让人欣喜的是从返回舱在13点34分29秒着陆:

到工作人员上前察看13点37分23秒,两者仅仅相隔3分钟不到,几乎和返回舱同时抵达,这个搜救速度,实属罕见!

基本上我们可以判定,神舟十二返回任务中的数据表明,我国载人返回技术已经达到了飞船系列的难以企及的高度,未来想要再进步,只能在在空天飞机上实现了,飞船的技术,我们已经玩到极致了!

延伸阅读:航天飞机为何能直接降落机场

航天飞机直接降落机场不需要搜救的模式无疑是最优秀的,因为它就是一种相对比较特殊飞行结构的飞机,唯一的差异就是它屁股后面装的都是火箭发动机,而前面鼻锥装的则是姿态控制发动机。

它两侧的机翼可以提供升力,尾翼可以掌控方向,但进入大气层后它的发动机是不工作的,而且航天飞机的滑翔比比较差,因此降落轨迹确定后可以精准对准机场,但是要大幅度横向移动也是不可能的。

尽管如此,它也比飞船要优秀的多,它能使用跑道直接降落,而飞船只能使用降落伞再加反推火箭或者缓冲气垫在野外或者海上溅落。也许未来实现空天飞机后可以改善这个搜救的状况,相信这个日子也不会远了!