在軌駐留6個月 神十四乘組安全返回

2022年12月05日02:14

12月4日,神舟十四號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸。 圖/中國載人航天工程辦公室微信公眾號

  據新華社電 12月4日20時09分,神舟十四號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸,現場醫監醫保人員確認航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲身體狀態良好,神舟十四號載人飛行任務取得圓滿成功。

  據中國載人航天工程辦公室介紹,19時20分,北京航天飛行控製中心通過地面測控站發出返回指令,神舟十四號載人飛船軌道艙與返回艙成功分離。此後,飛船返回製動發動機點火,返回艙與推進艙分離。返回艙成功著陸後,擔負搜救回收任務的搜救分隊及時發現目標並抵達著陸現場。返回艙艙門打開後,醫監醫保人員確認航天員身體健康。

  神舟十四號載人飛船於2022年6月5日從酒泉衛星發射中心發射升空,隨後與天和核心艙對接形成組合體。3名航天員在軌駐留6個月期間,先後進行3次出艙活動,完成空間站艙內外設備及空間應用任務相關設施設備的安裝和調試,開展一系列空間科學實驗與技術試驗,在軌迎接2個空間站艙段、1艘載人飛船、1艘貨運飛船的來訪,與地面配合完成了中國空間站“T”字基本構型組裝建造,與神舟十五號航天員首次完成在軌交接班,見證了貨運飛船與空間站交會對接最快的世界紀錄等眾多曆史性時刻,並利用任務間隙,進行了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。

  陳冬成為中國首個在軌駐留時間超過200天的航天員。

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  返回艙是如何返回地面的?

  神舟十四號載人飛船返回艙成功返回地面前,經曆分離、製動、再入、減速、著陸緩衝五個階段。

  神舟十四號在與空間站組合體分離後,再飛行5圈就開始返回地面;之後,位於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製動變軌,使艙體從近400公里的圓形軌道變成近地點低於100公里的橢圓軌道;隨後,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燬。

  神舟十四號返回艙的外形像一個上窄下寬的大鍾,再入之前,艙上自帶的發動機會將返回艙調整為大底朝前的配平狀態,以升力控製的方式再入。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,造成地面與艙體之間信號中斷,這段時間被稱為“黑障區”,在這個過程,地面無法通過任何遙控方式對飛船進行控製,依靠飛行器全自動處理。

  在距離地面40公里左右時,飛船已基本脫離“黑障區”。返回艙安裝的靜壓高度控製器,通過測量大氣壓力來判斷所處高度,當返回艙距離地面10公里左右時,靜壓高度控製器會給出信號,引導傘、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一千多平方米,通過這樣逐級開傘的方式以減小過載,保護航天員。同時,為了保證航天員的生命安全,提高回收著陸系統工作的可靠性和安全性,返回艙上還配置了備份降落傘。飛船一旦檢測到故障,就會按照預定程序切換到備份降落傘工作狀態。

  防熱大底與側壁的防熱材料是飛船進入大氣層後的“鎧甲”,等主傘完全打開後不久,返回艙就會拋掉這身“鎧甲”,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面1米高度時,底部的伽馬高度控製裝置發出點火信號,艙上的4台反推發動機點火,產生一個向上的衝力,使返回艙的落地速度達到1-2米/秒。同時,安裝緩衝裝置的航天員座椅會在著陸前開始抬升,使衝擊的能量被緩衝吸收,充分保證航天員落地的舒適性。

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  如何進行返回艙回收?

  神舟十四號載人飛船返回艙落地後,回收試驗隊首先對艙體進行狀態檢查,確認艙外無危險源後,艙門才能打開,航天員出艙。之後,試驗隊對艙內狀態進行檢查,同時將伽馬源防護蓋蓋上,避免現場人員收到射線輻射危害。

  航天員出艙後,回收試驗隊還要對返回艙進行處置:首先將艙內的伽馬源及時取出、封存;接著進行載荷交接,包括科學實驗樣品、航天員個人物品等;再將艙內火工品插上短路保護插頭,防止火工品意外引爆;最後將艙內電源斷電。除此之外,試驗隊還要完成航天員座椅緩衝效果檢查、返回艙信標信號準確度確認等工作。

  隨後,回收試驗隊關閉返回艙艙門,將其裝車並運回指定地點。由於本次任務是在夜間,從返回艙掉落的散落物不易被發現,只能後續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。

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  神十四航天員帶回了什麼?

  神舟十四號乘組返回的前幾天,三名航天員都在緊鑼密鼓地打包返回要攜帶的“行李”,除了個人物品外,他們還攜帶了一批醫學科學實驗樣本,這些樣本將為研究人類長期太空生活提供重要依據。

  這一批由神舟十四號航天員帶回的實驗樣本,主要是體液和細胞學樣本,一共包含5大類、80多個實驗樣本,可以讓地面研究團隊更好地瞭解人體在太空生活中產生的變化。

  據中國航天員科研訓練中心研究員李瑩輝介紹,航天員帶回了(航天員的)血液、尿液、唾液,“血液因為是在軌過程的,可以讓我們從更深層次、從細胞分子基因的層面,去研究人對環境的適應性,這也使咱們國家擁有了我們自己的在軌環境適應遺傳資源庫。不論是對於我們後續健康防護措施的製定,還是對我們航天醫學的研究,以及對於人類認識自身、對環境響應都有重要的意義。”

  神舟十四號在軌期間迎來了夢天實驗艙,依託夢天實驗艙搭載的低溫儲存設備,航天員首次進行了活體細胞的保存和在軌實驗,這些樣本也跟隨航天員一同返回。

  李瑩輝表示,這些細胞是隨著天舟五號上去的,經過了在軌18天的太空生活,一塊跟航天員返回來,這樣可以看細胞整個從起飛到返回全過程,細胞對環境的適應狀態。

  除了采樣外,航天員本身也是航天醫學科學研究的關鍵對象。神舟十四號航天員在返回前在抓緊鍛鍊,對抗返回期間和返回後的重力影響。

  據央視新聞

  ■ 焦點

  在冬季夜間返回 低溫與夜間是本次任務的兩大挑戰

  本次回收任務延續了神舟十二號載人飛船返回以來的技術狀態,但是在整體的管理與流程方面進行了工作優化,反複確認細節,確保萬無一失。

  相較於前兩次載人飛船返回任務,低溫與夜晚是本次回收任務的兩大挑戰。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,而本次返回任務則是在冬季夜間。

  航天科技集團五院載人飛船回收試驗隊總體技術負責人彭華康介紹,低溫主要影響人員保暖與設備適應性的問題。“以前都是在十幾攝氏度的常溫下工作,而這次是在零下十幾攝氏度(的環境中)開展工作,地面上所有的工具設備能否正常使用是一個問題。”彭華康說。

  夜間則帶來了行駛安全與照明不足的問題。對於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。

  據介紹,面對低溫和夜晚帶來的挑戰,自今年11月初起,航天科技集團五院神舟十四號載人飛船回收試驗隊就已經進場開展準備工作,在低溫環境下參與了多次全系統演練。全系統演練是指全員參與並按照實戰化要求,模擬返回當天的時間、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,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,準備了近二十種處置預案,並針對重點環節進行了多次單項演練。

  “載人航天,人命關天。對於我們來說,航天員的安全是最重要的。看到他們平安落地、順利出艙,我們很有成就感!”彭華康說。

  應對夜間搜索難題 建設天空地一體化搜索引導體系

  12月3日,在神舟十四號搜救回收任務的媒體見面會上,酒泉衛星發射中心正高級工程師、載人航天工程著陸場系統副總設計師卞韓城介紹,此次神舟十四號飛船將在寒冬季節的夜間返回,這是著陸場系統時隔17年又一次在夜間執行航天員搜索救援任務,極寒和暗夜給搜救任務帶來很大麻煩,是對東風著陸場建設成就的一次全面檢驗。

  “東風著陸場地形地貌條件最好的區域是西區,看上去是平坦的大戈壁,實際上卻有許多幹枯的梭梭樹、高壓輸電線、低矮建築、鐵絲圍網,以及高低不平的地面等,對直升機夜間安全降落造成很大威脅。西區戈壁地貌以粗砂和石子為主,直升機降落時旋翼捲起的沙塵容易遮擋飛行員視線,直升機基本是盲降,粗砂和石子容易導致直升機出現故障,降落過程風險很大。”卞韓城說。

  卞韓城介紹,針對此次搜救任務,東風著陸場組建1支直升機搜救分隊、1支載有傘降隊員的空運機動搜救分隊、1支地面搜救分隊,著陸區周邊3旗3縣1市地方政府組建了民兵分隊。

  “針對夜間搜索難題,基於我國北鬥導航系統在著陸場的應用,優選天基、空基、地基彈道測量數據送往搜救直升機,完成航天語言到航空語言轉變,建設了天空地一體化搜索引導體系。”卞韓城說,研發人員研製了國內首款共口徑、長焦距、柱型直升機光電吊艙,調配具有微光、紅外功能的小微型光學設備在地面佈陣,提升了夜間搜索發現返回艙的能力。

  在準備物資器材方面,卞韓城介紹,按照救援現場亮如白晝的思路,籌措了夜間救援航天員需要的各種照明器材。按照以最溫暖的方式救援航天員的思路,對醫監醫保車進行維護,在極寒條件下可以為航天員提供溫度適宜的醫監醫保場所,讓航天員在著陸現場就能吃上熱飯、喝上熱水、洗上熱水澡;所有野外工作設備都進行了抗低溫防護,車輛加裝了低溫啟動裝置,通信設備也配足了備用電池,著陸現場臨時搭建場所均按8小時供暖需求配齊電力保障設施。

  A10-A11版采寫/新京報記者 張建林(除署名外)

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