“神十四”飛船安全到家 返回艙如何“剎車”著陸？

中新網(wǎng)北京12月4日電 (馬帥莎 張亞婧)12月4日晚，一頂巨型降落傘拖著神舟十四號(hào)飛船返回艙緩緩降落于東風(fēng)著陸場(chǎng)，護(hù)送三名航天員平安回到地球家園。這頂面積達(dá)一千多平方米的降落傘是飛船回收著陸系統(tǒng)的一部分，可實(shí)現(xiàn)返回艙從高鐵到馬拉松的“急剎車”。

據(jù)悉，此次返回仍然采用快速返回方案，即神舟十四號(hào)飛船在與空間站組合體分離后繞飛5圈就開始返回地面。返回地面之前，飛船返回艙要經(jīng)歷分離、制動(dòng)、再入、減速、著陸緩沖五個(gè)階段。這一過程中，回收著陸系統(tǒng)在確保飛船返回艙走穩(wěn)歸航中發(fā)揮了重要作用。

精測(cè)高度：開啟回家“大幕”

神舟飛船在軌飛行的時(shí)間里，回收著陸系統(tǒng)只是在返回艙內(nèi)靜靜守候，直到飛船返回艙穿過大氣層后自由下落至距地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。

逐級(jí)開傘：完成從高鐵到馬拉松的“急剎車”

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)拉出一千多平方米的主傘。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。

為防止減速傘和主傘張開瞬間承受的力太大，減速傘和主傘均采用了收口技術(shù)，也就是放慢傘繩從收攏到散開的過程，讓一千多平方米的大傘分階段張開，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。

反推助力：實(shí)現(xiàn)返回艙軟著陸

防熱大底是飛船進(jìn)入大氣層后的“鎧甲”，等主傘完全打開后不久，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)射伽馬射線，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)，返回艙底部的伽馬高度控制裝置發(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)向上抬的力，使返回艙的落地速度進(jìn)一步減小，航天員便可安全著陸。

落點(diǎn)標(biāo)位：助力搜救快速定位

為保證地面搜救系統(tǒng)及時(shí)搜索到返回地面的返回艙，除布設(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，返回艙上還配有自主標(biāo)位設(shè)備，告訴搜救人員“我在這里”。

為方便夜間尋找返回艙，飛船返回艙的“肩部”位置裝有閃光燈，直升機(jī)據(jù)此能在夜間發(fā)現(xiàn)返回艙。此外，研制團(tuán)隊(duì)也為飛船降落海上情況設(shè)計(jì)了備案。當(dāng)返回艙濺落在海上時(shí)，在波浪翻滾的大海里，直徑3米的返回艙難以被發(fā)現(xiàn)，為引導(dǎo)飛機(jī)和救撈船搜索返回艙，返回艙底部裝有海水染色劑。海水染色劑會(huì)緩慢釋放，將附近水面染成亮綠色，持續(xù)時(shí)間可達(dá)4小時(shí)。

故障預(yù)案：充分把握救生機(jī)會(huì)

為保證航天員的生命安全，提高回收著陸系統(tǒng)工作的可靠性和安全性，航天科技集團(tuán)五院508所為回收著陸系統(tǒng)設(shè)置了9種故障模式，涉及正常返回、中空救生、低空救生3種基本返回工作程序，采取了備份降落傘裝置、時(shí)間控制器、三組高度開關(guān)等多種備份措施，以全面保證返回艙在火箭發(fā)射段、上升段、正常返回和應(yīng)急返回段的安全返回與著陸。