用心守護神舟十四號平安回家
2022年12月4日20時09分,神舟十四號載人飛船返回艙在東(dong) 風著陸場成功著陸,執行飛行任務的航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲安全順利出艙,身體(ti) 狀態良好,神舟十四號載人飛行任務取得圓滿成功。
神舟十四號載人飛船整個(ge) 返回過程的順利進行,離不開航天科技集團五院各分係統的深度參與(yu) 。其中,製導、導航與(yu) 控製分係統負責飛船在製動和進入大氣層階段的姿態控製;熱控、結構機構分係統的艙外表麵防熱材料、防熱塗層以及緩衝(chong) 裝置,全程保障航天員的生命安全;回收著陸分係統通過精準製動降落傘(san) ,在著陸緩衝(chong) 發動機的幫助下讓返回艙穩穩落地;測控、數統和總體(ti) 電路分係統則扮演“天地傳(chuan) 音”和智能網絡的角色,提供能源、收集整理數據和傳(chuan) 遞信號,確保全程零差錯。
有條不紊處置返回艙
在此次任務中,航天科技集團五院載人飛船回收試驗隊總體(ti) 技術負責人彭華康和團隊主要負責處置(回收)返回艙相關(guan) 工作。據彭華康介紹,神舟十四號載人飛船返回艙落地後,回收試驗隊首先要對艙體(ti) 進行狀態檢查,確認艙外無危險源後才能打開艙門。
航天員出艙後,回收試驗隊還要對返回艙進行如下處置:及時把艙內(nei) 的伽馬源取出、封存;交接載荷,包括科學實驗樣品、航天員個(ge) 人物品等;給艙內(nei) 火工品插上短路保護插頭,防止它們(men) 被意外引爆;切斷艙內(nei) 電源。此外,試驗隊還要檢查航天員座椅緩衝(chong) 效果,確認返回艙信標信號準確度等。
隨後,回收試驗隊關(guan) 閉艙門,將返回艙裝車運回指定地點。由於(yu) 本次任務是在夜間執行,從(cong) 返回艙掉落的散落物不易被發現,隻能後續在白天搜索尋回。至此,神舟十四號載人飛船返回艙的處置(回收)工作基本完成。
克服低溫與(yu) 夜晚兩(liang) 大挑戰
“神舟十二號載人飛船返回艙返回的時候是9月,神舟十三號載人飛船返回艙返回的時候是4月中旬,而本次返回任務是在冬季夜間。”在彭華康看來,相較於(yu) 前兩(liang) 次載人飛船返回任務,低溫與(yu) 夜晚是本次回收任務的兩(liang) 大挑戰。
低溫主要影響人員的保暖與(yu) 設備的適應性。“以前都是在十幾攝氏度的常溫下工作,而這次卻是在零下十幾攝氏度開展工作,地麵上的工具設備能否正常使用是一個(ge) 問題。”
夜晚則帶來行駛安全與(yu) 照明不足的問題。“對於(yu) 車輛與(yu) 直升機駕駛來說,夜間的戈壁灘十分危險。行駛方向如何確定?路況如何?直升機能否降落?這些都是需要考慮的問題。此外,試驗隊員在處置返回艙時,照明不足還會(hui) 影響工作效率。”
麵對低溫和夜晚帶來的挑戰,回收試驗隊精心準備、組織和實施,努力克服不利的自然條件,全力保障此次返回艙處置任務圓滿完成。11月初,回收試驗隊就進場準備,在低溫環境下參與(yu) 多次全係統演練,具體(ti) 包括:按照實戰化要求,模擬返回當天的時間、地點、方案以及過程;開展多次安全培訓,圍繞返回過程故障、著陸環境異常、處置工序故障三大類故障模式準備了近20種處置預案,並針對重點環節多次單項演練。
“載人航天,人命關(guan) 天。航天員的安全是最重要的,看到他們(men) 平安落地、順利出艙,我們(men) 很有成就感。”彭華康說。
快速返回,平安著陸
據彭華康介紹,在成功返回地麵之前,神舟十四號載人飛船將經曆分離、製動、再入、減速、著陸緩衝(chong) 五個(ge) 階段。
此次仍然采用快速返回方案,即神舟十四號在與(yu) 空間站組合體(ti) 分離後,飛行5圈就開始返回地麵。“之後,位於(yu) 前段的軌道艙與(yu) 中段的返回艙分離,通過製動變軌,返回艙、推進艙兩(liang) 艙組合體(ti) 從(cong) 近400公裏的圓形軌道變成近地點低於(yu) 100公裏的橢圓軌道。隨後,推進艙同返回艙分離,後者以精確計算的再入角度進入地球大氣層,推進艙則在穿越大氣層時燒毀。”彭華康說。
神舟十四號返回艙的外形看上去像一個(ge) 上窄下寬的大鍾,再入之前,艙上自帶的發動機會(hui) 將自身調整為(wei) 大底朝前的配平狀態,以升力控製的方式再入。再入過程中,由於(yu) 返回艙和大氣層的空氣劇烈摩擦,形成包裹住返回艙的等離子區,造成地麵與(yu) 艙體(ti) 之間信號中斷,這段時間被稱為(wei) “黑障區”。在這個(ge) 過程中,地麵無法通過任何遙控方式對飛船進行控製,完全依靠飛行器全自動處理。
在距離地麵40公裏左右時,飛船已基本脫離“黑障區”。此時,由於(yu) 返回艙上安裝了靜壓高度控製器,可通過測量大氣壓力來判斷所處高度。“當返回艙距離地麵10公裏左右時,靜壓高度控製器會(hui) 給出一個(ge) 信號,引導傘(san) 、減速傘(san) 和主傘(san) 相繼打開。三傘(san) 的麵積從(cong) 幾平方米增大到幾十平方米再到一千多平方米,通過這樣逐級開傘(san) 的方式減小過載,保護航天員。”不過,彭華康強調,為(wei) 避免減速傘(san) 和主傘(san) 在張開瞬間承受過大的力量,傘(san) 會(hui) 先半打開,工作幾秒後再完全打開。此外,為(wei) 保證航天員的生命安全,提高回收著陸係統的可靠性和安全性,返回艙上還配置了備份降落傘(san) 。
主傘(san) 完全打開後,返回艙就會(hui) 拋掉防護“鎧甲”——防熱大底與(yu) 側(ce) 壁的防熱材料,隨後伽馬高度控製裝置開始工作,通過發射伽馬射線實時測量距地高度。當返回艙降至距離地麵1米時,底部的伽馬高度控製裝置發出信號,艙上的4台反推發動機點火產(chan) 生向上的衝(chong) 力,將返回艙的落地速度控製在1~2米/秒。同時,安裝緩衝(chong) 裝置的航天員座椅抬升,盡可能吸收衝(chong) 擊帶來的巨大能量,以保證航天員落地的舒適性。
正是在回收試驗隊等航天人的密切配合、大力協同下,本次返回任務過程才得以環環相扣、天衣無縫,為(wei) 神舟十四號載人飛行任務畫上了圓滿的句號。
(本報北京12月4日電 本報記者 張蕾 本報通訊員 任昕宇 武文佳)(來源:光明日報)
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