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平安著陸!五院這樣守護神舟十四號回家

時間:2022年12月04日 信息來源:本站原創(chuàng) 點擊:1824 字體:

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。

 

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神舟系列飛船是航天員實現(xiàn)天地往返的“生命之舟”,均由航天科技集團五院(以下簡稱五院)抓總研制。就在5天前,神舟十五號載人飛船成功發(fā)射,將航天員費俊龍、鄧清明、張陸送入太空,并成功與神舟十四號航天員乘組完成“太空會師”。完成在軌輪換后,神舟十四號航天員乘組結(jié)束了半年的“太空出差”,載譽而歸。順利返回的背后,五院全程護航神舟十四號平安回家。

 

如何進行返回艙回收

 

五院載人飛船回收試驗隊總體技術(shù)負責(zé)人彭華康介紹,此次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,是6名航天員“太空會師”后的首次返回,也是在東風(fēng)著陸場的首次冬季夜間返回。在此次任務(wù)中,彭華康和團隊——五院神舟十四號載人飛船回收試驗隊主要負責(zé)處置(回收)返回艙相關(guān)工作。

 

神舟十四號載人飛船返回艙落地后,回收試驗隊首先對艙體進行狀態(tài)檢查,確認(rèn)艙外無危險源而后艙門才能打開,航天員出艙。之后,試驗隊對艙內(nèi)狀態(tài)進行檢查,同時將伽馬源防護蓋蓋上,避免現(xiàn)場人員收到射線輻射危害。

 

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航天員出艙后,回收試驗隊還要對返回艙進行處置:首先將艙內(nèi)的伽馬源進行處理,接著進行載荷交接,再進行各種安全處置措施。除此之外,試驗隊還要完成航天員座椅檢查、返回艙信標(biāo)信號確認(rèn)等工作。

 

隨后,回收試驗隊關(guān)閉返回艙艙門,將其裝車并運回指定地點。由于本次任務(wù)是在夜間,從返回艙掉落的散落物不易被發(fā)現(xiàn),只能后續(xù)在白天通過搜索尋回。至此,神舟十四號載人飛船返回艙的處置(回收)工作就基本完成了。

 

低溫與夜間是本次任務(wù)的兩大挑戰(zhàn)

 

本次回收任務(wù)延續(xù)了神舟十二號載人飛船返回以來的技術(shù)狀態(tài),但是對整體的管理與流程方面進行了工作優(yōu)化,反復(fù)確認(rèn)細節(jié),確保萬無一失。

 

相較于前兩次載人飛船返回任務(wù),低溫與夜晚是本次回收任務(wù)的兩大挑戰(zhàn)。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(wù)是在冬季夜間。

 

低溫主要影響人員保暖與設(shè)備適應(yīng)性的問題。“以前都是在十幾度的常溫下工作,而這次在零下十幾攝氏度開展工作,地面上所有的工具設(shè)備能否正常使用是一個問題?!迸砣A康說。

 

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夜間則帶來了行駛安全與光明照明不足的問題。對于車輛與直升機駕駛來說,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,照明不足還會影響工作效率。

 

面對低溫和夜晚帶來的挑戰(zhàn),五院神舟十四號載人飛船回收試驗隊精心準(zhǔn)備、精心組織、精心實施,努力克服自然條件,全力保障此次返回艙處置任務(wù)的圓滿完成。自11月初起,回收試驗隊就已經(jīng)進場開展準(zhǔn)備工作,在低溫環(huán)境下參與了多次全系統(tǒng)演練。全系統(tǒng)演練是指全員參與并按照實戰(zhàn)化要求,模擬返回當(dāng)天的時間、地點、方案以及過程。同時,回收試驗隊還開展了多次安全培訓(xùn),圍繞返回過程故障、著陸環(huán)境異常、處置工序故障三大類故障模式,準(zhǔn)備了近二十種處置預(yù)案,并針對重點環(huán)節(jié)進行多次單項演練。

 

“載人航天,人命關(guān)天。對于我們來說,航天員的安全是最重要的??吹剿麄兤桨猜涞亍㈨樌雠?,我們很有成就感!”彭華康自豪地說。

 

順利過關(guān),安全返回

 

神舟十四號載人飛船返回艙成功返回地面之前,將經(jīng)歷分離、制動、再入、減速、著陸緩沖五個階段。

 

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低于100公里的橢圓軌道;隨后,推進艙和返回艙分離,返回艙以精確計算的再入角度進入地球大氣,推進艙在穿越大氣層時燒毀。

 

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再入階段

 

神舟十四號返回艙的外形像一個上窄下寬的大鐘,再入之前,艙上自帶的發(fā)動機會將返回艙調(diào)整為大底朝前的配平狀態(tài),以升力控制的方式再入。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行控制,依靠飛行器全自動處理。

 

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。三傘的面積從幾平米增大到幾十平米再到一千多平米,通過這樣逐級開傘的方式以減小過載,保護航天員。

 

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著陸緩沖階段

 

防熱大底與側(cè)壁的防熱材料是飛船進入大氣層后的“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)動機點火,產(chǎn)生一個向上的沖力,使返回艙的落地速度達到1-2米/秒。

 

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,跟蹤測量返回艙軌道并預(yù)報落點位置外,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”。

 

整個返回過程的順利進行,離不開五院各個分系統(tǒng)的參與。GNC(制導(dǎo)導(dǎo)航與控制)分系統(tǒng)負責(zé)飛船在制動和進入大氣層階段的姿態(tài)控制;熱控分系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)機構(gòu)分系統(tǒng)的艙外表面防熱材料、防熱涂層以及緩沖裝置全程保障航天員的生命安全;回收著陸分系統(tǒng)通過降落傘精準(zhǔn)制動,在著陸緩沖發(fā)動機的幫助下穩(wěn)穩(wěn)落地;測控分系統(tǒng)、數(shù)管分系統(tǒng)、總體電路分系統(tǒng)則扮演了“天地傳音”和“智能網(wǎng)絡(luò)”的角色,提供能源、收集整理數(shù)據(jù)和傳遞信號,確保全程零差錯。

 

本次返回任務(wù)過程環(huán)環(huán)相扣、天衣無縫,五院技術(shù)團隊密切配合、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。

 

神舟十四號載人飛行任務(wù)是我國組織實施的第九次載人航天飛行。神舟十四號航天員乘組在軌工作生活6個月,在地面支持下圓滿完成了三次出艙活動、一次“天宮課堂”太空授課活動,開展了多項科學(xué)試驗與應(yīng)用項目,見證了中國空間站“T”字基本構(gòu)型建成的“高光時刻”。下面讓我們一起來回顧神舟十四號的任務(wù)亮點吧。

 

神舟十四號任務(wù)回顧

 

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2022年6月5日,10時44分,神舟十四號載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,將陳冬、劉洋、蔡旭哲3名航天員送入太空。這是中國空間站建造階段的首次載人發(fā)射任務(wù)。


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2022年6月5日,17時42分,神舟十四號載人飛船采用自主快速交會對接模式,經(jīng)過6次變軌,成功對接于天和核心艙徑向端口。


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2022年6月5日,20時50分,神舟十四號航天員乘組順利進入天和核心艙。


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2022年7月25日,10時03分,神舟十四號航天員乘組成功開啟問天實驗艙艙門,順利進入問天實驗艙。這是中國航天員首次在軌進入科學(xué)實驗艙。


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2022年9月1日,神舟十四號航天員乘組密切協(xié)同,開展第一次出艙活動。這是我國航天員首次從問天實驗艙氣閘艙出艙實施艙外活動。


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2022年9月17日,神舟十四號航天員乘組完成第二次出艙既定任務(wù),出艙活動取得圓滿成功。


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2022年10月12日,“天宮課堂”第三課開講,神舟十四號航天員乘組完成太空授課。這是中國航天員首次在問天實驗艙內(nèi)進行太空授課。


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2022年11月3日,9時32分,夢天實驗艙順利完成轉(zhuǎn)位,神舟十四號航天員乘組見證中國空間站“T”字基本構(gòu)型在軌組裝完成。15時12分,神舟十四號航天員乘組順利進入夢天實驗艙。


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2022年11月17日,神舟十四號航天員乘組完成第三次出艙既定任務(wù),出艙活動取得圓滿成功。這是空間站“T”字基本構(gòu)型組裝完成后的首次出艙活動。


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2022年11月30日,7時33分,神舟十四號航天員乘組迎來神舟十五號航天員乘組,完成太空“會師”。兩個航天員乘組在空間站進行首次在軌輪換。


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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)著陸場順利著陸,神舟十四號載人飛行任務(wù)取得圓滿成功。



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