深秋時節(jié),巴丹吉林沙漠腹地,夜間氣溫已經降到了零攝氏度左右。一道耀眼的光束仿佛流星劃過夜空,11月4日1時24分,神舟飛船返回艙搭載神舟十八號航天員乘組穩(wěn)穩(wěn)降落于酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心東風著陸場。航天員葉光富、李聰、李廣蘇身體狀態(tài)良好,神舟十八號載人飛行任務取得圓滿成功。
航天搜救加快向無人化數智化轉變
為確保神舟十八號安全返回,中國航天科技集團五院制導導航與控制分系統(tǒng)、熱控分系統(tǒng)、結構機構分系統(tǒng)、回收著陸分系統(tǒng)、測控通信分系統(tǒng)、數管分系統(tǒng)、總體電路分系統(tǒng)等各支技術隊伍做了充分準備。
“雖然返回任務的工作流程已經比較成熟,但我們都會以‘首飛’的標準去執(zhí)行任務,一進入發(fā)射場,我們就立刻著手細化與完善著陸場工作流程,進一步提高任務實施的效率和規(guī)范性?!敝袊教炜萍技瘓F五院神舟十八號回收試驗隊總體負責人說。
為了確保萬無一失,試驗隊開展了多輪全流程桌面推演和全系統(tǒng)綜合演練,重點對正常和故障處置流程、故障預案、處置程序、安全要求、關鍵環(huán)節(jié)進行學習與演練。每一次的全系統(tǒng)綜合演練,都是1∶1模擬,把返回任務中的每一環(huán)節(jié)、每一個關鍵動作都演練到位。
神舟十八號在凌晨歸來,考慮到任務實際,試驗隊還重點針對夜間返回的情況,開展了夜間戈壁灘專項安全培訓及夜間戈壁灘專項行車演練,同時專門針對夜間低溫的情況做好預案,確保本次回收任務取得圓滿成功。
低溫暗夜,東風著陸場搜救人員為航天員搭建天地歸航的通道。
搜救回收任務中,通信保障是否可靠,決定了搜救隊員能否第一時間找到神舟飛船返回艙、救援航天員。但是東風著陸場地形復雜、沒有網絡信號覆蓋,快速高效架設便攜站、建立衛(wèi)星通信鏈路是提供指揮決策的重要手段。
“雖然天氣較冷,但我們架設衛(wèi)星通信設備不能戴手套操作,從飛機落地到通信鏈路建立,必須要在微弱的光線下10分鐘之內完成這項工作?!本迫l(wèi)星發(fā)射中心工作人員楊旭說。為了能夠在規(guī)定時間內完成便攜站架設,第一時間將著陸現(xiàn)場圖像上傳,楊旭和隊友們晚上專門找沒有光線的空曠環(huán)境開展訓練,白天蒙眼進行天線拼裝,終于練就了僅用6分鐘就完成便攜站架設和業(yè)務開通的本領。
為了讓航天搜救工作變得更加高效快捷,近年來,航天搜救加快向無人化數智化轉變,智慧著陸場已有雛形。
酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心工作人員楊舒農介紹,著陸場依托無人智能先進技術和裝備,在載人飛船搜救任務中逐步探索實現(xiàn)空中目標搜索、現(xiàn)場景象獲取、電磁環(huán)境監(jiān)測等任務形式,還利用無人機機動性強、靈活度高、監(jiān)測范圍廣的特點彌補搜救盲區(qū),通過搭載的高清攝像頭和熱成像設備,滿足不同搜救任務需求,大大提高了搜救的靈活性和多樣性。
多項可靠裝置保障航天員安全舒適回家
在神舟十八號飛船返回艙著陸的最后幾米,位于返回艙艙底、由中國航天科工集團研制的伽馬高度控制裝置,能夠精準測量返回艙距地面高度,在達到預定高度時準確發(fā)出反推發(fā)動機點火指令,最大限度發(fā)揮反推發(fā)動機的緩沖作用,使返回艙在反推力的作用下平穩(wěn)著陸,保障航天員安全舒適回家。該系列伽馬高度控制裝置已先后服役于神舟八號至神舟十八號飛船,連續(xù)11次助力返回艙的平穩(wěn)著陸。
反推發(fā)動機的啟動也是整個神舟飛船著陸過程的關鍵步驟。在經歷灼燒、黑障、開傘減速等多道程序后,返回艙的速度從200米/秒降至8米/秒,此時飛船距離地面僅剩1米,但如此高的著陸速度會造成航天員身體的損傷。這就需要通過發(fā)動機來進一步減小返回艙的下降速度。在著陸前的最后1米,位于返回艙底部的4臺著陸反推發(fā)動機在10毫秒內同時點火,開啟“精準剎車”。發(fā)動機產生的巨大推力有效地抑制了返回艙的下墜勢頭,降低它的下落速度,保證返回艙艙體平穩(wěn)、安全落地。
中國航天科技集團八院研制人員介紹,發(fā)動機不但要同時點火,還需在準確的時間內提供精準的推力性能。若其中任何一臺著陸反推發(fā)動機工作異常,都有可能危及返回艙內航天員的安全。研制團隊通過優(yōu)化發(fā)動機設計點火通道,設計了傘盤式點火裝置,實現(xiàn)點火裝置火焰沿徑向均勻作用,搭配集束式藥柱形式,將著陸反推發(fā)動機內部藥柱被點燃時間控制到毫秒內,有力保證了4臺著陸反推發(fā)動機點火的同步性。
測控通信系統(tǒng)為搜救力量“艙落機臨”提供支撐
神舟十八號載人飛船返回過程中,每一次“調姿”,每一腳“剎車”,都離不開測控通信系統(tǒng)的接力牽引,通過遙測遙控來接收和發(fā)送指令,觀測分析返回艙的位置、速度、飛行姿態(tài)。
中國電子科技集團有關專家介紹,通過布設陸海天基測控通信系統(tǒng),對神舟飛船返回全過程進行軌道測量、遙測遙控和數據傳輸,全程牽引航天員歸途。其中,新一代天基測控通信系統(tǒng)運用“基帶池”技術,構建共享通用的大規(guī)模信號信息處理平臺,同時運行多種測控、數傳工作體制,實現(xiàn)云架構管控,根據任務占用情況和設備健康狀況,自動按需分配處理資源,極大提高系統(tǒng)可靠性。
為了快速定位飛船返回艙落點,科研人員還研制了系列定向儀,裝載于直升機、運輸機、搜索車輛、救助船舶等多種搜救平臺上,編織成一張近、中、遠程結合的立體化搜救網絡,只要接收到信號,就能立即引導搜救直升機和車輛抵達返回艙落點?!岸ㄏ騼x利用虛擬極化合成測向技術,采用無線電‘呼叫—應答’工作模式,不論外界氣候環(huán)境、地理環(huán)境如何,都能夠穩(wěn)定工作,比其他手段更可靠?!敝袊娮涌萍技瘓F有關專家表示,返回艙沖出黑障打開主降落傘的瞬間,定向儀上的信標天線就能馬上捕捉到返回艙位置信息,為搜救力量“艙落機臨”提供支撐。
在搜救直升機和搜救車輛上,除了部署衛(wèi)星通信站,還配備了中國電子科技集團研制的北斗態(tài)勢系統(tǒng)。北斗態(tài)勢系統(tǒng)包含車載終端、機載終端和指揮型終端,利用北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的定位和位置報告功能,獲取搜救力量態(tài)勢信息。“地面搜救力量實時分布情況、距離返回艙落點距離等信息,有了北斗態(tài)勢系統(tǒng),便可一目了然。”專家表示,北斗態(tài)勢系統(tǒng)的車載終端和機載終端部署在前方搜救車輛和搜救直升機上,指揮型終端部署在后方指揮中心。前方報告位置信息,后方顯示回收位置要素,指揮人員便能及時掌握搜救載體態(tài)勢,為搜救力量精準調度提供支撐。
《 人民日報 》( 2024年11月05日 06 版)
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