神舟護(hù)航 英雄凱旋 中國人第10次飛天之旅圓滿成功
又見紅白大傘,護(hù)航神舟回家。
6月4日,從夜色尚濃,到朝陽初升,從軌返分離,到飛船進(jìn)入大氣層、出黑障區(qū),再到一頂紅白相間的“生命之傘”如約綻放……6時(shí)33分,隨著“砰”一聲巨響,東風(fēng)著陸場廣袤的戈壁灘上煙云升騰,神舟十五號(hào)返回艙在預(yù)定區(qū)域成功著陸。
艙落機(jī)降。不遠(yuǎn)處,幾架盤旋的直升機(jī)剛剛停穩(wěn),搜救空中分隊(duì)隊(duì)員正箭步奔向返回艙,同一時(shí)間,得到精準(zhǔn)位置通報(bào)的各路地面分隊(duì)隊(duì)員,也全速奔向返回艙落點(diǎn)。“太空出差”6個(gè)月之久的神舟十五號(hào)航天員費(fèi)俊龍、張陸、鄧清明,安全健康回到地球家園。
作為迄今為止執(zhí)行任務(wù)時(shí)平均年齡最大的航天員乘組,他們不僅刷新了中國航天員單個(gè)乘組出艙活動(dòng)次數(shù)的紀(jì)錄,還見證了中國空間站全面建成的歷史時(shí)刻,因此也被稱為“圓夢乘組”。如今凱旋,是我國空間站轉(zhuǎn)入應(yīng)用與發(fā)展階段后的首次返回任務(wù),也標(biāo)志著神舟十五號(hào)即中國人第10次載人飛行任務(wù)取得圓滿成功。
步步“精心”
“北京,雄鷹報(bào)告,返回艙落點(diǎn)預(yù)報(bào)為……”
“北京明白……”
6月4日凌晨,訓(xùn)練有素的東風(fēng)著陸場搜索回收地面分隊(duì)嚴(yán)陣以待,一輛輛“猛士”鎮(zhèn)守戈壁,空中分隊(duì)整裝待發(fā),一架架“雄鷹”待命啟航,剎那間天地之間那張巨大的搜救網(wǎng)在茫茫戈壁有序鋪開……
“神舟系列飛船是航天員實(shí)現(xiàn)天地往返的‘生命之舟’,此次神舟十五號(hào)返回,分為分離、制動(dòng)、再入、減速、著陸緩沖五個(gè)階段,環(huán)環(huán)相扣,可謂步步‘精心’?!敝袊教炜萍技瘓F(tuán)五院載人飛船回收試驗(yàn)隊(duì)總體負(fù)責(zé)人彭華康說。
6月3日21時(shí)29分,神舟十五號(hào)載人飛船與空間站組合體成功分離。彭華康介紹,在分離階段,此次返回仍然延續(xù)神舟十三號(hào)以來的“快速返回方案”,即神舟十五號(hào)在與空間站組合體分離后,繞地球飛行5圈后開始返回地面。隨后,飛船返回艙與軌道艙分離。
當(dāng)航天員離開“太空家園”,從空間站天和核心艙進(jìn)入到神舟十五號(hào)載人飛船后,“圓夢乘組”就準(zhǔn)備踏上回家的路了。
制動(dòng)階段,神舟十五號(hào)延續(xù)了神舟十二號(hào)以來的方式,使返回艙以精確計(jì)算的再入角度進(jìn)入地球大氣層,推進(jìn)艙在穿越大氣層時(shí)燒毀;再入階段,艙上自帶的發(fā)動(dòng)機(jī)將返回艙調(diào)整為大底朝前的配平狀態(tài),以升力控制的方式再入。
“這是返回過程中環(huán)境最為惡劣的階段。”彭華康告訴記者,隨著高度的降低,空氣密度越來越大,飛船表面和大氣層摩擦產(chǎn)生巨大熱量,導(dǎo)致返回艙接收不到地面發(fā)送的無線電信號(hào),地面也接收不到返回艙發(fā)送的無線電信號(hào),這個(gè)區(qū)域被稱為無線電“黑障區(qū)”。
中國航天科技集團(tuán)八院804所專家介紹,著陸搜尋信標(biāo)機(jī)在出了“黑障區(qū)”后即開始工作,持續(xù)向外發(fā)出信標(biāo)信號(hào),確保在返回艙距離地球約35公里處、黑障消失時(shí),第一時(shí)間重新與地面取得聯(lián)系,給出標(biāo)位信息。在這之后,著陸搜尋信標(biāo)機(jī)持續(xù)工作,標(biāo)示自身位置,直至返回艙搜救任務(wù)完成。
減速階段,當(dāng)返回艙距離地面10公里左右時(shí),引導(dǎo)傘、減速傘和主傘相繼打開,將速度降低到每秒幾米。
如果說神舟十五號(hào)返回保障是一場接力賽,那么氣象就是接跑至關(guān)重要的“選手”。東風(fēng)著陸場位于巴丹吉林沙漠腹地,時(shí)值初夏,冷空氣較為活躍,飛船開傘到落地,風(fēng)向風(fēng)速是影響飛船落點(diǎn)精度的重要?dú)庀笠?。飛船返回最低氣象條件要求高空風(fēng)最大風(fēng)速不大于70米/秒,地面平均風(fēng)速不大于15米/秒。
“我們早些時(shí)候進(jìn)行了神舟十五號(hào)的專項(xiàng)天氣預(yù)報(bào)考核訓(xùn)練,這已是近一個(gè)月以來的第4次考核了?!本迫l(wèi)星發(fā)射中心技術(shù)總體部門氣象室副主任康林說,東風(fēng)著陸場氣象團(tuán)隊(duì)從多年歷史資料中挑出了6月份復(fù)雜天氣樣本多例,隨機(jī)進(jìn)行考核。
著陸緩沖階段,返回艙距離地面1米左右時(shí),反推發(fā)動(dòng)機(jī)向下點(diǎn)火,使返回艙進(jìn)一步減速,最終以每秒1-2米的速度著陸。專家介紹,在返回艙降落到離地面1米左右時(shí),安裝在返回艙底部的4臺(tái)著陸反推發(fā)動(dòng)機(jī)開始“精準(zhǔn)剎車”,在降落傘減速的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步減小垂降速度。
“4臺(tái)著陸反推發(fā)動(dòng)機(jī)在接收到指令后,在10毫秒內(nèi)同時(shí)點(diǎn)火,穩(wěn)穩(wěn)助力航天員回家最后1米路?!迸砣A康說。
“指哪兒打哪兒”
“載人航天,人命關(guān)天”。返回再入是載人航天的一項(xiàng)基本技術(shù),也是建設(shè)空間站的關(guān)鍵和必備技術(shù)。
“返回再入GNC(制導(dǎo)導(dǎo)航與控制系統(tǒng))技術(shù)直接關(guān)系航天員的生命安全,以此次返回任務(wù)告捷為標(biāo)志,我國GNC系統(tǒng)完成了‘更新?lián)Q代’?!陛d人航天工程載人飛船系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師、中國航天科技集團(tuán)五院502所天地安全返回領(lǐng)域首席專家胡軍說。
從發(fā)射時(shí)的應(yīng)急救生,到太空中的姿態(tài)和軌道控制;從太陽帆板的對日定向控制,到被譽(yù)為“萬里穿針”的空間交會(huì)對接,再從繞飛,到關(guān)乎航天員生命安全的返回再入,GNC系統(tǒng)都在幕后為神舟飛船的穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航。
胡軍告訴記者,我國的飛船返回再入GNC技術(shù)共經(jīng)歷了兩代:第一代被稱為“標(biāo)準(zhǔn)彈道自適應(yīng)制導(dǎo)方法”,在從神舟一號(hào)到神舟十一號(hào)的11艘飛船上應(yīng)用。神舟十二號(hào)至神舟十五號(hào)這一批次的4艘神舟飛船,采用的是“自適應(yīng)預(yù)測制導(dǎo)方法”,即第二代返回再入技術(shù)。
“采用二代返回技術(shù)后,最差的返回精度,都比一代中最好的要好?!焙娬f,采用一代技術(shù),當(dāng)出現(xiàn)大范圍的軌道條件變化時(shí),就需要地面進(jìn)行人工干預(yù);而二代GNC系統(tǒng)則可以自主適應(yīng),體現(xiàn)在返回精度上,可以說能做到“指哪兒打哪兒”。
這并非該技術(shù)的首秀,此前該技術(shù)已在我國新一代載人飛船、嫦娥五號(hào)等型號(hào)中得到了驗(yàn)證。胡軍說,4艘神舟飛船連續(xù)“精準(zhǔn)降落”,進(jìn)一步證明了該方法的科學(xué)性、穩(wěn)定性、先進(jìn)性和強(qiáng)適應(yīng)性。
“我們的交會(huì)對接技術(shù)體現(xiàn)著中國智慧?!敝袊教炜萍技瘓F(tuán)五院502所交會(huì)對接首席專家解永春說,與以往神舟飛船相比,研制團(tuán)隊(duì)在神舟十二號(hào)到神舟十五號(hào)這一批次載人飛船上,實(shí)現(xiàn)了由慢速交會(huì)對接到快速交會(huì)對接、由面對單艙到面對多艙、由單對接口到多對接口等多個(gè)突破,支撐神舟連續(xù)實(shí)現(xiàn)高精度返回。
“首批次批產(chǎn)神舟的圓滿成功,進(jìn)一步把我國的交會(huì)對接技術(shù)推向成熟?!苯庥来赫f,核心技術(shù)的進(jìn)步也為推動(dòng)航天強(qiáng)國建設(shè)提供了新的支撐,后續(xù)作為常規(guī)交會(huì)對接方式,徑向交會(huì)和前向交會(huì)在未來任務(wù)中會(huì)按需選用。
“最美托付”
神舟十五號(hào)返回過程中的每一個(gè)動(dòng)作都牽動(dòng)人心。當(dāng)飛船快要回歸地面時(shí),一頂紅白相間的大傘如約綻放,守護(hù)著神舟十五號(hào)返回艙徐徐飄落、穩(wěn)穩(wěn)著陸。
這頂特大型降落傘是航天員的“生命之傘”,由中國航天科技集團(tuán)五院508所研制,傘衣面積達(dá)1200平方米,若在地面鋪展開來,大約可覆蓋三個(gè)籃球場。每當(dāng)神舟返回艙快要回歸地面時(shí),這頂大傘就會(huì)打開,飄飄揚(yáng)揚(yáng)宛如飛天仙女的霓裳羽衣,引人注目。
賈賀2009年加入中國航天,先是在神舟八號(hào)到神舟十一號(hào)的回收任務(wù)中擔(dān)任青年突擊隊(duì)隊(duì)長,從神舟十二號(hào)任務(wù)開始擔(dān)任回收著陸分系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師。他說:“神舟十五號(hào)凱旋讓人特別高興,但更令人高興的,是十年逐夢、不負(fù)華年?!?/p>
2013年6月,大傘綻放,神舟十號(hào)飛船返回艙平安歸來;2016年11月,大傘在內(nèi)蒙古四子王旗的上空打開,神舟十一號(hào)載人飛船返回艙成功著陸;2021年9月,大傘在東風(fēng)著陸場的上空打開,神舟十二號(hào)載人飛船返回艙榮耀凱旋……如今,這支隊(duì)伍已經(jīng)護(hù)佑了26人次中國航天員平安“回家”。
1992年載人航天工程立項(xiàng)后,為載人飛船研制降落傘提上了日程。該任務(wù)挑戰(zhàn)極大,技術(shù)指標(biāo)要求非常高,一時(shí)間被認(rèn)為是“不可逾越的高峰”。
曾有人想“走捷徑”,提議能否從國外引進(jìn)相關(guān)技術(shù);但對方提出了技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)為1500萬美元的天價(jià)。除了價(jià)格高昂,引進(jìn)了技術(shù),也不等于拿來就可以直接使用,“技術(shù)能不能行”“產(chǎn)品可不可靠”都是未知數(shù)。
“一定要自力更生!”神舟飛船回收著陸分系統(tǒng)研制團(tuán)隊(duì)摒棄了技術(shù)引進(jìn)的選項(xiàng),踏上了艱難的“平安傘”攻關(guān)之路。他們說:“自己的事情自己干,吃透技術(shù)才能托底!”
經(jīng)過多年艱苦攻關(guān),研制團(tuán)隊(duì)先后攻克了一系列技術(shù)難關(guān)。2003年10月16日,神舟五號(hào)載人飛船進(jìn)入大氣層。傘開了,飛船成功著陸,航天員楊利偉平安出艙!
這次任務(wù)不僅是我國航天事業(yè)的里程碑,也讓“生命之傘”經(jīng)受住了實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn),是我國航天器回收著陸技術(shù)成熟的標(biāo)志和發(fā)展的里程碑。這頂大傘凝結(jié)著飛船回收著陸系統(tǒng)的智慧與心血,他們也被稱為“回收鐵軍”。
成功不代表成熟,成熟不代表可靠。這是航天人耳熟能詳?shù)囊痪湓挘彩恰盎厥砧F軍”牢記的一條鐵律。
作為國內(nèi)最大的航天器降落傘,神舟飛船主傘由7000多個(gè)零部件組成,整個(gè)傘的縫線長達(dá)10千米,需要十幾位加工人員密切合作加工三四個(gè)月才能完成。“僅主份降落傘的加工工序,就有30多道?!辟Z賀說,人命關(guān)天的事情,來不得一丁點(diǎn)馬虎,必須每一次當(dāng)作“第一次”,每一次都要再次“從零出發(fā)”。
如今傘花綻放,意味著航天員再次平安抵達(dá)。以神舟十五號(hào)航天員“圓夢”歸來為標(biāo)志,大傘護(hù)佑中國人完成了第10次載人飛行。賈賀說,傘花綻放,是對航天員生命托付的最美答案。
中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 邱晨輝 來源:中國青年報(bào)
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