神舟回家，一場(chǎng)高水平的特技表演

牙牙

9月17日，神舟十二號(hào)載人飛船搭載3名航天員從中國(guó)空間站榮耀歸來，穩(wěn)穩(wěn)地降落在甘肅酒泉東風(fēng)著陸場(chǎng)，圓滿完成了載人飛行任務(wù)。

“回收著陸是載人飛船飛行任務(wù)的最后階段，也決定著飛行任務(wù)的最終成敗。”中國(guó)航天科技集團(tuán)五院神舟十二號(hào)載人飛船副總設(shè)計(jì)師邵立民說，“整個(gè)回收工作過程包括了10余項(xiàng)過程控制，各程序動(dòng)作連貫，環(huán)環(huán)相扣，堪稱一場(chǎng)高水平的特技表演，每個(gè)環(huán)節(jié)都不能出錯(cuò)。”那么為了護(hù)佑航天員安全回家，科研人員為神舟十二號(hào)飛船歸航的最后一段路做了哪些準(zhǔn)備呢？一起來看看吧！

逐級(jí)開傘：從高鐵速度降到跑步速度

在飛船返回艙降落時(shí)，其搭載的1200平方米的降落傘若一瞬間全部打開，降落傘就會(huì)被空氣崩破。因此，設(shè)計(jì)師們?yōu)轱w船量身定制了一套三級(jí)開傘程序，先打開兩個(gè)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(shí)間后與返回艙分離，同時(shí)拉出1200平方米的主傘。這一系列動(dòng)作成功將飛船返回艙從高鐵的速度降到普通人跑步的速度。

為了防止減速傘和主傘張開瞬間所承受的力過大，減速傘和主傘均采用了收口技術(shù)。讓1200平方米的大傘分階段張開的措施，還可保證整個(gè)開傘過程的過載處于航天員體感可承受的范圍。“航天員也正因?yàn)楦惺艿竭@一連貫動(dòng)作的晃動(dòng)，才能確認(rèn)回收系統(tǒng)工作正常。”邵立民說。

火箭反推：讓返回艙軟著陸

防熱大底是飛船進(jìn)入大氣層后的“鎧甲”，等主傘完全打開后，過一會(huì)兒，飛船返回艙就會(huì)拋掉這身“鎧甲”，伽馬高度控制裝置開始工作，通過發(fā)射γ射線，實(shí)時(shí)測(cè)量距地高度。當(dāng)飛船返回艙降至距離地面1米高度時(shí)，返回艙底部的γ表就會(huì)發(fā)出信號(hào)，“指揮”飛船返回艙上的4臺(tái)反推發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，給返回艙一個(gè)向上的力，使返回艙的落地速度進(jìn)一步減小，確保航天員安全著陸。

精測(cè)高度：開啟回家“大幕”

在神舟十二號(hào)飛船在軌飛行過程中，回收著陸系統(tǒng)只是在返回艙內(nèi)靜靜守候，直到飛船的返回艙穿過大氣層，自由下落至距地10公里高度時(shí)，由靜壓高度控制器判斷高度，并發(fā)出回收系統(tǒng)啟動(dòng)信號(hào)，回收著陸系統(tǒng)才開始工作。

邵立民說，靜壓高度控制器只是程序控制子系統(tǒng)的設(shè)備之一，整個(gè)程序控制的“幕后成員”還包括回收配電器、火工控制器、程序控制器、行程開關(guān)等，它們分工明確，各司其職，就像人類大腦的不同區(qū)域，通過發(fā)出程序控制指令信號(hào)，控制著“臺(tái)前”各執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成規(guī)定的動(dòng)作。

防熱外套：讓航天員安全無憂

返回艙從400公里左右的太空軌道進(jìn)入大氣層后，會(huì)以每秒數(shù)千米的速度與大氣層發(fā)生摩擦，產(chǎn)生上千度的高溫，就像一個(gè)熊熊燃燒的火球沖向地面。為了保證返回艙內(nèi)部始終保持合適的溫度，科研人員為飛船返回艙研制出一種特殊的防熱材料，神舟十二號(hào)載人飛船機(jī)械總體主任設(shè)計(jì)師劉曉震將其形象地稱為“防熱外套”。這種材料在熔化、蒸發(fā)和分解時(shí)可帶走大量熱能，阻隔高溫傳導(dǎo)進(jìn)入艙內(nèi)，保證艙內(nèi)空氣溫度維持在20攝氏度左右。“雖然只有薄薄的一層，卻是保護(hù)航天員生命安全的‘防火墻’。”劉曉震強(qiáng)調(diào)。

落點(diǎn)標(biāo)位：讓搜救系統(tǒng)快速定位

神舟飛船返回艙安全著陸后，為保證地面搜救系統(tǒng)能及時(shí)搜索到返回艙，除在地面布設(shè)一定數(shù)量的雷達(dá)，跟蹤測(cè)量返回艙軌道并預(yù)報(bào)落點(diǎn)位置外，設(shè)計(jì)人員還為返回艙安裝了自主標(biāo)位設(shè)備。返回艙落地后，標(biāo)位設(shè)備國(guó)際救援示位標(biāo)會(huì)發(fā)射無線電信標(biāo)信號(hào)，這種信標(biāo)信號(hào)符合國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)，能夠被岸站遍布世界各地的全球海事衛(wèi)星搜救系統(tǒng)識(shí)別，從而確保搜救人員能夠快速找到返回艙。而且飛船返回艙的“肩部”位置還裝有閃光燈，方便夜間搜救。此外，若返回艙不慎落入茫茫大海中，返回艙底部裝的海水染色劑便會(huì)緩慢釋放，將附近的水面染成亮綠色，持續(xù)時(shí)間可達(dá)4小時(shí)，為飛機(jī)和救撈船提供指引。

調(diào)整姿勢(shì)：“躺”著回家

神舟十二號(hào)飛船的返回艙是上窄下寬的鐘形設(shè)計(jì)，在推進(jìn)艙和返回艙分離以后，返回艙會(huì)利用自身裝配的發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整姿態(tài)，變成大底朝前的飛行狀態(tài)。“這樣一來，返回艙在穿越大氣層時(shí)就會(huì)產(chǎn)生升力，能夠?qū)︼w行軌跡進(jìn)行一定的控制，從而提高落點(diǎn)準(zhǔn)確度，使航天員受到的過載沖擊更小。”據(jù)神舟十二號(hào)載人飛船總體飛控負(fù)責(zé)人楊海峰介紹，不僅返回艙要采用獨(dú)特的返回姿勢(shì)，航天員也要以幾乎與大底平行的角度“平躺”在座椅中，因?yàn)檫@樣的姿勢(shì)可在更大程度上緩解飛船減速過程中形成的沖擊力。

按照計(jì)劃，中國(guó)空間站預(yù)計(jì)在2022年完成建設(shè)，所以接下來還將進(jìn)行多次載人飛船的發(fā)射，讓我們拭目以待！

（注：本文根據(jù)中國(guó)青年報(bào)、光明日?qǐng)?bào)登載的相關(guān)內(nèi)容整編。）

知識(shí)鏈接

神舟十二號(hào)創(chuàng)下了哪些紀(jì)錄？

1.首次實(shí)施了載人飛船自主快速交會(huì)對(duì)接，僅用6個(gè)小時(shí)。

2.首次實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期在軌駐留，長(zhǎng)達(dá)3個(gè)月。

3.航天員首次借助機(jī)械臂進(jìn)行太空行走，共2次，且持續(xù)時(shí)間均為6小時(shí)以上。

4.首次驗(yàn)證了再生生保系統(tǒng)，包括廢水利用、氧氣再生等。

5.航天員首次進(jìn)行自身的健康管理，按計(jì)劃健身鍛煉、記錄監(jiān)測(cè)，讓身體狀況“天地互通”。

6.首次在艙外安裝設(shè)備，對(duì)空間站進(jìn)行了9類42項(xiàng)測(cè)試。

7.首次實(shí)施繞飛空間站并與空間站徑向交會(huì)。

8.首次體現(xiàn)出從不同高度軌道返回著陸場(chǎng)的能力，使載人飛船返回高度從固定值調(diào)整為了相對(duì)范圍，提升了載人飛船的適應(yīng)性和可靠性。