創(chuàng)新科技守護(hù)神舟十四號平安回家

創(chuàng)新科技守護(hù)神舟十四號平安回家
神舟十四號乘組返回是中國空間站“T”字基本構(gòu)型建成后的首次返回任務(wù),也是載人飛船首次在冬季夜間返回東風(fēng)著陸場,任務(wù)延續(xù)了神舟十三號載人飛船返回以來的技術(shù)狀態(tài),使用快速返回模式,返回繞飛地球從18圈縮短至5圈,返回時間縮短近20小時。相較于此前的任務(wù),低溫與暗夜是本次任務(wù)的兩大挑戰(zhàn),多項創(chuàng)新方法為航天員順利回家保駕護(hù)航。

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  據(jù)中國載人航天工程辦公室消息,北京時間2022年12月4日20時09分,神舟十四號載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場成功著陸,現(xiàn)場醫(yī)監(jiān)醫(yī)保人員確認(rèn)航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲身體狀態(tài)良好,神舟十四號載人飛行任務(wù)取得圓滿成功。

  神十四乘組在軌工作生活半年,航天員們?nèi)蝿?wù)安排飽滿,是空間站任務(wù)實施以來的“最忙乘組”,他們也見證了中國航天的多個歷史性時刻。

  任務(wù)期間,乘組與地面配合完成了空間站“T”字基本構(gòu)型組裝建造,經(jīng)歷了9種組合體構(gòu)型、5次交會對接、2次分離撤離和2次轉(zhuǎn)位任務(wù),開展了大量空間站平臺巡檢測試、設(shè)備維護(hù)、維修驗證、物資管理和站務(wù)管理等工作,進(jìn)行了兩個實驗艙多個實驗機(jī)柜的解鎖安裝,按計劃實施了多項科學(xué)實驗與技術(shù)試驗,完成了1次“天宮課堂”太空授課。

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  神舟十四號任務(wù)還創(chuàng)造了中國載人航天史上多個“首次”:一是首次實現(xiàn)兩個20噸級的航天器在軌交會對接;二是首次實現(xiàn)空間站艙段轉(zhuǎn)位;三是航天員乘組首次進(jìn)入問天、夢天實驗艙,開啟中國人太空“三居室”時代;四是首次實現(xiàn)貨運飛船2小時自主快速交會對接,創(chuàng)造了世界紀(jì)錄;五是首次利用氣閘艙實施航天員出艙活動,并創(chuàng)造了一次飛行任務(wù)3次出艙的紀(jì)錄;六是首次使用組合機(jī)械臂支持航天員出艙活動;七是航天員乘組首次在軌迎來貨運飛船來訪;就在前幾天,中國空間站還迎來六名中國航天員同時在軌飛行的歷史時刻。

  陳冬還成為了中國首個在軌駐留時間超過200天的航天員。

環(huán)環(huán)相扣實現(xiàn)“溫柔”著陸

  從返回艙變速進(jìn)入返回軌道到推進(jìn)艙與返回艙分離,從返回艙進(jìn)入大氣層到安全著陸……返回的每一步,都需要測控系統(tǒng)來接收和發(fā)送指令,層層牽引護(hù)航歸途。最新研制的回收區(qū)北斗態(tài)勢系統(tǒng),利用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)定位和短報文功能,構(gòu)建指揮中心、前方指揮、搜索平臺三位一體的指揮體系,大幅提升了返回艙搜索效率,縮短了回收時間。

     本次任務(wù)中,科研團(tuán)隊強化天空地一體化搜索引導(dǎo)體系建設(shè),最新研制的航天員通話電臺,在著陸場與測控系統(tǒng)實現(xiàn)無縫銜接,首次將艙內(nèi)航天員呼叫話音“延伸”至北京飛控中心。此外,直升機(jī)前艙搜索引導(dǎo)系統(tǒng)針對著陸場現(xiàn)場的多源搜救信息進(jìn)行深度融合、智能決策,幫助搜索直升機(jī)在很遠(yuǎn)距離之外就能提前預(yù)知返回艙的運行軌跡,為搜索任務(wù)爭取了寶貴“提前量”。

  回收著陸是載人航天的最后步驟,也是載人航天任務(wù)成敗的最終標(biāo)志。作為神舟飛船飛行試驗中的最后一環(huán),著陸反推發(fā)動機(jī)不僅關(guān)系到飛船能否順利著陸,更對任務(wù)能否圓滿成功具有非比尋常的作用。中國航天人針對著陸反推發(fā)動機(jī)進(jìn)行了全面的力學(xué)和溫度環(huán)境試驗考核,以確保著陸反推發(fā)動機(jī)在貯存、運輸、裝卸、使用過程中的結(jié)構(gòu)完整性和發(fā)動機(jī)性能的穩(wěn)定性。

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  從返回艙進(jìn)入大氣層開始,隨著艙體表面防熱材料的碳化燒蝕帶走大量熱量,返回艙飛行動能不斷減少,速度由7.9公里每秒逐漸降低到幾百米每秒。在距離地面40公里左右時,飛船已基本脫離“黑障區(qū)”。

     返回艙上安裝的靜壓高度控制器,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,引導(dǎo)傘、減速傘和主傘相繼打開,三傘的面積從幾平方米逐級增大到1000多平方米。這一套降落傘把返回艙速度從200米每秒降低到7米每秒,達(dá)到減小過載、保護(hù)航天員的目的。

  在主傘完全打開后不久,返回艙內(nèi)的伽馬高度控制裝置開始工作,通過發(fā)射伽馬射線,實時測量距地高度。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)出點火信號,艙上的4臺反推發(fā)動機(jī)點火,產(chǎn)生一個向上的沖力,使返回艙的落地速度達(dá)到1至2米每秒。同時,安裝緩沖裝置的航天員座椅會在著陸前開始抬升,進(jìn)一步減小航天員的落地沖擊,實現(xiàn)“溫柔”著陸。

首次冬季夜間返回東風(fēng)著陸場

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  東風(fēng)著陸場位于我國巴丹吉林沙漠腹地,冬季冷空氣勢力強。據(jù)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心氣象預(yù)報團(tuán)隊統(tǒng)計,近20年內(nèi),著陸場同期夜間極端溫度接近零下26攝氏度。面臨低溫、暗夜雙重考驗,載人航天工程各系統(tǒng)合力以最可靠、最安全、最溫暖的方式迎接神舟十四號航天員凱旋。

  低溫主要影響設(shè)備適應(yīng)性與人員保暖。所有野外工作設(shè)備都進(jìn)行了抗低溫防護(hù),車輛加裝了低溫啟動裝置、通信設(shè)備配足了備用電池、著陸現(xiàn)場臨時搭建場所均按8小時供暖配齊電力保障設(shè)施等,著陸場對物資器材進(jìn)行了充分準(zhǔn)備。

  在航天員保障方面,這次搜救回收任務(wù)優(yōu)化了醫(yī)監(jiān)醫(yī)保工作流程,減少航天員艙外暴露時間,讓航天員可以及時進(jìn)入溫暖、明亮的醫(yī)監(jiān)醫(yī)保載體。據(jù)了解,中國航天員中心營養(yǎng)保障團(tuán)隊精心準(zhǔn)備了航天員返回地球后的第一頓飯,符合膳食營養(yǎng)搭配要求、著陸初期再適應(yīng)特點,同時充分考慮3名航天員個人的口味喜好。

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  與夜間條件相伴而來的,是搜索困難、駕駛危險等問題。關(guān)于夜間搜救回收工作的開展,這次任務(wù)呈現(xiàn)出3個特點:一是持續(xù)進(jìn)行技術(shù)升級。東風(fēng)著陸場運用共口徑、長焦距、柱型直升機(jī)光電吊艙和具有微光、紅外功能的小微型光學(xué)設(shè)備,有效提升夜間搜索發(fā)現(xiàn)返回艙的能力。

  二是充分熟悉搜救環(huán)境??罩兴丫确株犛删哂胸S富夜航經(jīng)驗的飛行員組成,事先對著陸區(qū)內(nèi)各種地形地貌、危險物進(jìn)行了標(biāo)記,突破直升機(jī)夜間在戈壁軟沙區(qū)降落的關(guān)鍵技術(shù)。地面搜救分隊對著陸區(qū)進(jìn)行了地毯式勘察,詳細(xì)記錄了車輛易通行軌跡,為夜間車輛快速機(jī)動做好準(zhǔn)備。

  三是預(yù)先做好風(fēng)險控制。這次飛船返回仍采用5圈快速返回模式,根據(jù)返回再入飛行運動規(guī)律確定著陸時間后,提前組織回收試驗隊圍繞返回過程故障、著陸環(huán)境異常、處置工序故障等故障模式,準(zhǔn)備近20種處置預(yù)案,并進(jìn)行多次演練。

  在回收試驗隊等航天人的密切配合、大力協(xié)同下,本次返回任務(wù)過程才得以環(huán)環(huán)相扣、天衣無縫,為神舟十四號載人飛行任務(wù)畫上了圓滿的句號。


     來源:新華網(wǎng)、中新網(wǎng)、央廣軍事、央視新聞客戶端等綜合