创新科技守护神舟十四号平安回家

创新科技守护神舟十四号平安回家
神舟十四号乘组返回是中国空间站“T”字基本构型建成后的首次返回任务,也是载人飞船首次在冬季夜间返回东风着陆场,任务延续了神舟十三号载人飞船返回以来的技术状态,使用快速返回模式,返回绕飞地球从18圈缩短至5圈,返回时间缩短近20小时。相较于此前的任务,低温与暗夜是本次任务的两大挑战,多项创新方法为航天员顺利回家保驾护航。

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  据中国载人航天工程办公室消息,北京时间2022年12月4日20时09分,神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,现场医监医保人员确认航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲身体状态良好,神舟十四号载人飞行任务取得圆满成功。

  神十四乘组在轨工作生活半年,航天员们任务安排饱满,是空间站任务实施以来的“最忙乘组”,他们也见证了中国航天的多个历史性时刻。

  任务期间,乘组与地面配合完成了空间站“T”字基本构型组装建造,经历了9种组合体构型、5次交会对接、2次分离撤离和2次转位任务,开展了大量空间站平台巡检测试、设备维护、维修验证、物资管理和站务管理等工作,进行了两个实验舱多个实验机柜的解锁安装,按计划实施了多项科学实验与技术试验,完成了1次“天宫课堂”太空授课。

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  神舟十四号任务还创造了中国载人航天史上多个“首次”:一是首次实现两个20吨级的航天器在轨交会对接;二是首次实现空间站舱段转位;三是航天员乘组首次进入问天、梦天实验舱,开启中国人太空“三居室”时代;四是首次实现货运飞船2小时自主快速交会对接,创造了世界纪录;五是首次利用气闸舱实施航天员出舱活动,并创造了一次飞行任务3次出舱的纪录;六是首次使用组合机械臂支持航天员出舱活动;七是航天员乘组首次在轨迎来货运飞船来访;就在前几天,中国空间站还迎来六名中国航天员同时在轨飞行的历史时刻。

  陈冬还成为了中国首个在轨驻留时间超过200天的航天员。

环环相扣实现“温柔”着陆

  从返回舱变速进入返回轨道到推进舱与返回舱分离,从返回舱进入大气层到安全着陆……返回的每一步,都需要测控系统来接收和发送指令,层层牵引护航归途。最新研制的回收区北斗态势系统,利用北斗导航系统定位和短报文功能,构建指挥中心、前方指挥、搜索平台三位一体的指挥体系,大幅提升了返回舱搜索效率,缩短了回收时间。

     本次任务中,科研团队强化天空地一体化搜索引导体系建设,最新研制的航天员通话电台,在着陆场与测控系统实现无缝衔接,首次将舱内航天员呼叫话音“延伸”至北京飞控中心。此外,直升机前舱搜索引导系统针对着陆场现场的多源搜救信息进行深度融合、智能决策,帮助搜索直升机在很远距离之外就能提前预知返回舱的运行轨迹,为搜索任务争取了宝贵“提前量”。

  回收着陆是载人航天的最后步骤,也是载人航天任务成败的最终标志。作为神舟飞船飞行试验中的最后一环,着陆反推发动机不仅关系到飞船能否顺利着陆,更对任务能否圆满成功具有非比寻常的作用。中国航天人针对着陆反推发动机进行了全面的力学和温度环境试验考核,以确保着陆反推发动机在贮存、运输、装卸、使用过程中的结构完整性和发动机性能的稳定性。

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  从返回舱进入大气层开始,随着舱体表面防热材料的碳化烧蚀带走大量热量,返回舱飞行动能不断减少,速度由7.9公里每秒逐渐降低到几百米每秒。在距离地面40公里左右时,飞船已基本脱离“黑障区”。

     返回舱上安装的静压高度控制器,通过测量大气压力来判断所处高度,当返回舱距离地面10公里左右时,引导伞、减速伞和主伞相继打开,三伞的面积从几平方米逐级增大到1000多平方米。这一套降落伞把返回舱速度从200米每秒降低到7米每秒,达到减小过载、保护航天员的目的。

  在主伞完全打开后不久,返回舱内的伽马高度控制装置开始工作,通过发射伽马射线,实时测量距地高度。当返回舱降至距离地面1米高度时,底部的伽马高度控制装置发出点火信号,舱上的4台反推发动机点火,产生一个向上的冲力,使返回舱的落地速度达到1至2米每秒。同时,安装缓冲装置的航天员座椅会在着陆前开始抬升,进一步减小航天员的落地冲击,实现“温柔”着陆。

首次冬季夜间返回东风着陆场

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  东风着陆场位于我国巴丹吉林沙漠腹地,冬季冷空气势力强。据酒泉卫星发射中心气象预报团队统计,近20年内,着陆场同期夜间极端温度接近零下26摄氏度。面临低温、暗夜双重考验,载人航天工程各系统合力以最可靠、最安全、最温暖的方式迎接神舟十四号航天员凯旋。

  低温主要影响设备适应性与人员保暖。所有野外工作设备都进行了抗低温防护,车辆加装了低温启动装置、通信设备配足了备用电池、着陆现场临时搭建场所均按8小时供暖配齐电力保障设施等,着陆场对物资器材进行了充分准备。

  在航天员保障方面,这次搜救回收任务优化了医监医保工作流程,减少航天员舱外暴露时间,让航天员可以及时进入温暖、明亮的医监医保载体。据了解,中国航天员中心营养保障团队精心准备了航天员返回地球后的第一顿饭,符合膳食营养搭配要求、着陆初期再适应特点,同时充分考虑3名航天员个人的口味喜好。

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  与夜间条件相伴而来的,是搜索困难、驾驶危险等问题。关于夜间搜救回收工作的开展,这次任务呈现出3个特点:一是持续进行技术升级。东风着陆场运用共口径、长焦距、柱型直升机光电吊舱和具有微光、红外功能的小微型光学设备,有效提升夜间搜索发现返回舱的能力。

  二是充分熟悉搜救环境。空中搜救分队由具有丰富夜航经验的飞行员组成,事先对着陆区内各种地形地貌、危险物进行了标记,突破直升机夜间在戈壁软沙区降落的关键技术。地面搜救分队对着陆区进行了地毯式勘察,详细记录了车辆易通行轨迹,为夜间车辆快速机动做好准备。

  三是预先做好风险控制。这次飞船返回仍采用5圈快速返回模式,根据返回再入飞行运动规律确定着陆时间后,提前组织回收试验队围绕返回过程故障、着陆环境异常、处置工序故障等故障模式,准备近20种处置预案,并进行多次演练。

  在回收试验队等航天人的密切配合、大力协同下,本次返回任务过程才得以环环相扣、天衣无缝,为神舟十四号载人飞行任务画上了圆满的句号。


     来源:新华网、中新网、央广军事、央视新闻客户端等综合