冬夜歸來(lái) 科技力量為神舟十四號回家保駕護航

12月4日20時(shí)09分，神舟十四號載人飛船返回艙在東風(fēng)著(zhù)陸場(chǎng)成功著(zhù)陸，神舟十四號載人飛行任務(wù)取得圓滿(mǎn)成功。

此次神舟十四號乘組返回是中國空間站“T”字基本構型建成后的首次返回任務(wù)，也是載人飛船首次在冬季夜間返回東風(fēng)著(zhù)陸場(chǎng)，任務(wù)延續了神舟十三號載人飛船返回以來(lái)的技術(shù)狀態(tài)，使用快速返回模式，返回繞飛地球從18圈縮短至5圈，返回時(shí)間縮短近20小時(shí)。相較于此前的任務(wù)，低溫與暗夜是本次任務(wù)的兩大挑戰。面對考驗，我國科研團隊創(chuàng )新多項技術(shù)方法，為神舟十四號乘組順利回家保駕護航。

(資料圖片)

熱控系統讓航天員回家旅途更溫暖舒適

12月的東風(fēng)著(zhù)陸場(chǎng)，凜冽寒風(fēng)吹襲著(zhù)大漠戈壁，夜間極端溫度低至零下20多攝氏度。很多人關(guān)心，神舟十四號乘組航天員的回家旅途如何保暖？

航天科技集團五院載人飛船回收試驗隊總體技術(shù)負責人彭華康介紹，當載人飛船與空間站分離后，飛船上自身的熱控分系統就會(huì )接管溫濕度控制，將密封艙的溫度控制在17攝氏度至25攝氏度范圍內。

這一系統采取的措施包括主動(dòng)熱控和被動(dòng)熱控。被動(dòng)熱控指飛船艙體表面的防熱材料、涂層和艙內風(fēng)扇等；主動(dòng)熱控則包括飛船內的加熱片和輻射器等。

在進(jìn)入大氣層的過(guò)程中，由于和大氣層產(chǎn)生劇烈摩擦，返回艙溫度會(huì )出現一定程度的升高。但是通過(guò)熱控預冷手段，可以提前降低返回艙內的溫度，同時(shí)，返回艙表面燒蝕材料的燒蝕升華會(huì )帶走大量的熱量。

返回艙落地后，則主要是艙體的被動(dòng)保溫性能在發(fā)揮作用?！巴ㄟ^(guò)仿真計算，如果返回艙落在零下25攝氏度的沙漠，在不打開(kāi)艙門(mén)和通風(fēng)風(fēng)扇的情況下，艙內的溫度可以保持在15攝氏度以上達1個(gè)小時(shí)?！迸砣A康說(shuō)。

記者從中國航天員中心了解到，針對低溫暗夜的環(huán)境，科研人員新研制了航天員保暖裝置，增加了輔助照明的系列措施，同時(shí)優(yōu)化醫監醫保工作流程，減少航天員艙外暴露時(shí)間，保證了及時(shí)進(jìn)入載體開(kāi)展醫監醫保相關(guān)工作。

通信測控網(wǎng)為飛船安全返航打造“明亮眼睛”

從返回艙變速進(jìn)入返回軌道到推進(jìn)艙與返回艙分離，從返回艙進(jìn)入大氣層到安全著(zhù)陸……返回的每一步，都需要測控系統來(lái)接收和發(fā)送指令，層層牽引護航歸途。

在主著(zhù)陸場(chǎng)，中國電科布設了多站型的衛星通信系統和多型號測控系統，并對衛星通信設備進(jìn)行升級改造，傳輸容量提升5至10倍。最新研制的回收區北斗態(tài)勢系統，利用北斗導航系統定位和短報文功能，構建指揮中心、前方指揮、搜索平臺三位一體的指揮體系，大幅提升了返回艙搜索效率，縮短了回收時(shí)間。

而自神舟十四號返回艙進(jìn)入大氣層起，航天科工集團二院的測量雷達就如同“明眸”一般，開(kāi)始了實(shí)時(shí)數據的跟蹤測量。

返回艙進(jìn)入大氣層時(shí)形成的“黑障區”會(huì )隔絕返回器與地面測控站之間的通信聯(lián)絡(luò )。為解決這一問(wèn)題，航天科工集團二院23所自主研制了相控陣測量雷達“回收一號”，執行本次任務(wù)的雷達吸收了此前任務(wù)經(jīng)驗，設計上進(jìn)行了優(yōu)化提升。

黑暗和極寒雙重挑戰，對定向搜救設備提出了更高要求。中國電科22所載人航天任務(wù)團隊負責人宋磊介紹，本次任務(wù)中，科研團隊強化天空地一體化搜索引導體系建設，最新研制的航天員通話(huà)電臺，在著(zhù)陸場(chǎng)與測控系統實(shí)現無(wú)縫銜接，首次將艙內航天員呼叫話(huà)音“延伸”至北京飛控中心。

此外，直升機前艙搜索引導系統針對著(zhù)陸場(chǎng)現場(chǎng)的多源搜救信息進(jìn)行深度融合、智能決策，幫助搜索直升機在很遠距離之外就能提前預知返回艙的運行軌跡，為搜索任務(wù)爭取了寶貴“提前量”。

減速緩沖環(huán)環(huán)相扣實(shí)現“溫柔”著(zhù)陸

彭華康介紹，從返回艙進(jìn)入大氣層開(kāi)始，隨著(zhù)艙體表面防熱材料的碳化燒蝕帶走大量熱量，返回艙飛行動(dòng)能不斷減少，速度由7.9公里每秒逐漸降低到幾百米每秒。

在距離地面40公里左右時(shí)，飛船已基本脫離“黑障區”。返回艙上安裝的靜壓高度控制器，通過(guò)測量大氣壓力來(lái)判斷所處高度，當返回艙距離地面10公里左右時(shí)，引導傘、減速傘和主傘相繼打開(kāi)，三傘的面積從幾平方米逐級增大到1000多平方米。這一套降落傘把返回艙速度從200米每秒降低到7米每秒，達到減小過(guò)載、保護航天員的目的。

在主傘完全打開(kāi)后不久，返回艙內的伽馬高度控制裝置開(kāi)始工作，通過(guò)發(fā)射伽馬射線(xiàn)，實(shí)時(shí)測量距地高度。

當返回艙降至距離地面1米高度時(shí)，底部的伽馬高度控制裝置發(fā)出點(diǎn)火信號，艙上的4臺反推發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火，產(chǎn)生一個(gè)向上的沖力，使返回艙的落地速度達到1至2米每秒。同時(shí)，安裝緩沖裝置的航天員座椅會(huì )在著(zhù)陸前開(kāi)始抬升，進(jìn)一步減小航天員的落地沖擊，實(shí)現“溫柔”著(zhù)陸。（新華社記者 溫競華、胡喆、宋晨）

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