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北京時間12月4日晚，隨著一頂巨型降落傘打開，神舟十四號飛船返回艙緩緩降落于我國東風(fēng)著陸場，護(hù)送陳冬、劉洋、蔡旭哲3名航天員平安回到地球家園。

返回艙艙門打開，現(xiàn)場醫(yī)監(jiān)醫(yī)保人員確認(rèn)3名航天員身體狀態(tài)良好，神舟十四號載人飛行任務(wù)取得圓滿成功。

在軌駐留6個月見證多個“高光”時刻

(資料圖片僅供參考)

神舟十四號載人飛行任務(wù)是我國組織實(shí)施的第九次載人航天飛行。今年6月5日，神舟十四號載人飛船從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，隨后與天和核心艙對接形成組合體。根據(jù)中國載人航天工程辦公室的統(tǒng)計，3名航天員在軌駐留6個月期間，先后進(jìn)行3次出艙活動，完成空間站艙內(nèi)外設(shè)備及空間應(yīng)用任務(wù)相關(guān)設(shè)施設(shè)備的安裝和調(diào)試，開展一系列空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)與技術(shù)試驗(yàn)。

此外，3名航天員還在軌迎接兩個空間站艙段、1艘載人飛船、1艘貨運(yùn)飛船的來訪，與地面配合完成了中國空間站“T”字基本構(gòu)型組裝建造，與神舟十五號航天員首次完成在軌交接班，見證了貨運(yùn)飛船與空間站交會對接最快世界紀(jì)錄等眾多歷史性時刻，并利用任務(wù)間隙，進(jìn)行了1次“天宮課堂”太空授課，以及一系列別具特色的科普教育和文化傳播活動。陳冬成為中國首名在軌駐留時間超過200天的航天員。

北京時間12月4日11時01分，神舟十四號載人飛船與空間站組合體成功分離。分離前，神舟十四號航天員乘組在地面科技人員的配合下，完成了與神舟十五號乘組在軌輪換、空間站組合體狀態(tài)設(shè)置、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理下傳、留軌物資清理轉(zhuǎn)運(yùn)等撤離前各項(xiàng)工作，與神舟十五號航天員揮手告別。

19時20分，北京航天飛行控制中心通過地面測控站發(fā)出返回指令，神舟十四號載人飛船軌道艙與返回艙成功分離。此后，飛船返回制動發(fā)動機(jī)點(diǎn)火，返回艙與推進(jìn)艙分離。返回艙成功著陸后，擔(dān)負(fù)搜救回收任務(wù)的搜救分隊(duì)及時發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并抵達(dá)著陸現(xiàn)場。

返回艙艙門打開后，醫(yī)監(jiān)醫(yī)保人員確認(rèn)航天員身體健康。北京時間12月4日21時01分，神舟十四號航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲全部安全返回、健康出艙，正在進(jìn)行重力再適應(yīng)。

神舟“回家”需經(jīng)五大階段

中國航天科技集團(tuán)五院載人飛船系統(tǒng)總體副主任設(shè)計師彭華康介紹，返回地面之前，飛船返回艙要經(jīng)歷分離、制動、再入、減速、著陸緩沖五大階段。該院508所為神舟飛船配套研制了高可靠性高安全性的回收著陸分系統(tǒng)，為護(hù)佑航天員安全回家、確保飛船返回艙走穩(wěn)歸航發(fā)揮了重要作用。

彭華康介紹，神舟“回家”的第一步是分離與制動階段。

“此次返回仍然采用‘快速返回方案’，即神舟十四號在與空間站組合體分離后，再飛行5圈就開始返回地面；之后，位于前段的軌道艙與中段的返回艙分離；返回艙、推進(jìn)艙兩艙組合體再通過制動變軌，使艙體從近400公里的圓形軌道變成近地點(diǎn)低于100公里的橢圓軌道；隨后，推進(jìn)艙和返回艙分離，返回艙以精確計算的再入角度進(jìn)入地球大氣，推進(jìn)艙在穿越大氣層時燒毀。”彭華康解釋說。

接下來是再入階段。彭華康告訴記者，再入的過程中，返回艙和大氣層空氣劇烈摩擦，形成包裹住返回艙的等離子區(qū)，造成地面與艙體之間信號中斷，這段時間被稱為“黑障區(qū)”，在這個過程中，地面無法通過任何遙控方式對飛船進(jìn)行控制，依靠飛行器全自動處理。

他介紹，神舟飛船在軌飛行的時間里，回收著陸分系統(tǒng)只是在返回艙內(nèi)靜靜守候，直到飛船返回艙穿過大氣層后自由下落至距地10公里高度時，由靜壓高度控制器判斷高度，并發(fā)出回收系統(tǒng)啟動信號，回收著陸分系統(tǒng)才開始工作。

最后一程“剎車”著陸

到了減速階段，在距離地面40公里左右時，飛船已基本脫離“黑障區(qū)”。返回艙上安裝了靜壓高度控制器，通過測量大氣壓力來判斷所處高度，當(dāng)返回艙距離地面10公里左右時，靜壓高度控制器會給出一個信號，引導(dǎo)傘、減速傘和主傘相繼打開。

“三傘的面積從幾平方米增大到幾十平方米再到1000多平方米，通過這樣逐級開傘的方式以減小過載，保護(hù)航天員。”彭華康說，設(shè)計師為飛船量身定制了一套三級開傘程序，先打開兩個串聯(lián)的引導(dǎo)傘，再由引導(dǎo)傘拉出一頂減速傘。減速傘工作一段時間后與返回艙分離，同時拉出1200平方米的主傘。這一系列動作，成功將飛船返回艙從高鐵的速度降到普通人跑馬拉松的速度，實(shí)現(xiàn)返回艙的“急剎車”。

在著陸緩沖階段，防熱大底與側(cè)壁的防熱材料是飛船進(jìn)入大氣層后的“鎧甲”，等主傘完全打開后不久，返回艙就會拋掉這身“鎧甲”，伽馬高度控制裝置開始工作，通過發(fā)射伽馬射線，實(shí)時測量距地高度。

彭華康說，當(dāng)返回艙降至距離地面1米高度時，底部的伽馬高度控制裝置發(fā)出點(diǎn)火信號，艙上的4臺反推發(fā)動機(jī)點(diǎn)火，產(chǎn)生一個向上的沖力，使返回艙的落地速度降至1-2米/秒。同時，安裝緩沖裝置的航天員座椅會在著陸前開始抬升，使沖擊的能量被緩沖吸收，航天員便可安全著陸。

返回艙安全著陸后，為保證地面搜救系統(tǒng)及時搜索到返回艙，除布設(shè)一定數(shù)量的雷達(dá)跟蹤測量返回艙軌道并預(yù)報落點(diǎn)位置外，返回艙上還安裝了自主標(biāo)位設(shè)備，告訴搜救人員“我在這里”。

彭華康說，為方便在夜間尋找返回艙，飛船返回艙的“肩部”位置還裝有閃光燈，直升機(jī)據(jù)此能在夜間發(fā)現(xiàn)返回艙。一旦返回艙降落在海上時，在波浪翻滾的大海里，直徑3米的返回艙難以被發(fā)現(xiàn)，為引導(dǎo)飛機(jī)和救撈船搜索返回艙，返回艙底部裝有海水染色劑。海水染色劑會緩慢釋放，將附近水面染成亮綠色，持續(xù)時間可達(dá)4小時。

彭華康告訴記者，由于飛船返回艙在返回過程中處于高速運(yùn)動的狀態(tài)，一旦中途出現(xiàn)故障，外界無法采取營救措施，也不可能將程序暫停或恢復(fù)到原位重新開始。因此，回收著陸分系統(tǒng)的工作過程只能是由一系列不可逆按時序執(zhí)行的動作組成。為保障航天員的生命安全，提高回收著陸分系統(tǒng)工作的可靠性和安全性，五院508所為回收著陸分系統(tǒng)設(shè)置了9種故障模式，涉及正常返回、中空救生、低空救生3種基本返回工作程序，采取了備份降落傘裝置、時間控制器、三組高度開關(guān)等多種備份措施，以全面保障返回艙在火箭發(fā)射段、上升段、正常返回和應(yīng)急返回段的安全返回與著陸。

“此次返回任務(wù)過程環(huán)環(huán)相扣、天衣無縫，地面技術(shù)團(tuán)隊(duì)密切配合、大力協(xié)同，為神舟十四號載人飛行任務(wù)畫上了圓滿的句號。”彭華康說。

中青報·中青網(wǎng)記者邱晨輝通訊員張亞婧來源：中國青年報

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