圖①為新華社記者任軍川攝

圖②為新華社記者琚振華攝

圖③為新華社記者任軍川攝

圖④：航天員聶海勝（中）、劉伯明（右）、湯洪波安全順利出艙。

新華社記者 琚振華攝

9月17日13時34分，一朵紅白相間的巨型降落傘帶著神舟十二號飛船返回艙，安全降落在東風著陸場。聶海勝、劉伯明、湯洪波3名航天員平安回家。我國空間站建造階段首次載人飛行任務(wù)取得圓滿成功。

從6月17日算起，神舟十二號航天員乘組已經(jīng)在太空在軌駐留3個月。從我國空間站返回東風著陸場需要幾步？為了護佑航天員安全歸來，都做了哪些準備？

航天員從空間站到達著陸場需要幾步？

神舟十二號載人飛船是航天員實現(xiàn)天地往返的生命之舟，由軌道艙、返回艙、推進艙三艙構(gòu)成，歷經(jīng)3個階段從距離地面約400公里的太空穿越大氣，浴火凱旋。

首先是制動飛行和自由滑行階段。

當3名航天員關(guān)好空間站核心艙艙門，進入神舟十二號載人飛船后，飛船開始與空間站天和核心艙分離，從核心艙前向?qū)�接口繞飛至后向?qū)�接口，再繞飛至徑向?qū)�接口�?/p>

專家解釋，這個動作是一種“熱身”。飛船通過自動測量與空間站的相對位置、相對姿態(tài)和角度，進行自主判斷和飛行，這將為神舟十三號的徑向交會對接進行在軌技術(shù)驗證。

接下來，開始返回飛行。軌道艙首先與返回艙、推進艙分離，返回艙、推進艙兩艙組合體通過制動減速降低飛行速度，逐漸被地球引力牽引脫離原有飛行軌道，進入自由滑行階段。之后，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毀。

其次是再入大氣層階段。

返回艙進入大氣層，得先找好角度。“返回艙必須以固定的再入角進入大氣，再入角太大會導致返回艙外部溫度過高，再入角太小又會直接飛出大氣層�！鄙裰凼�二號載人飛船總體飛控負責人楊海峰介紹，團隊為此精心設(shè)計了返回軌道方案，加入了預測校正制導方法幫助返回艙，使其在再入過程中根據(jù)實時位置、氣動參數(shù)、瞄準點偏差等來自主計算并維持再入軌跡，以適應落點的變化以及軌道變化范圍大的特點。

從外形上看，返回艙還像一個上窄下寬的“大鐘”，通過發(fā)動機姿態(tài)調(diào)整，以大底朝前的姿態(tài)通過升力式返回的方式返回地球。不僅返回艙要采用舒適的返回姿勢，航天員也要以幾乎與大底平行的角度在座椅中“平躺”，選擇這種姿勢返回，能更好緩解飛船減速過程中形成的沖擊。

這一階段最令人擔心的莫過于“黑障區(qū)”，當返回艙進入大氣層時，會以數(shù)千米每秒的速度與大氣層發(fā)生劇烈摩擦，燃起2000多攝氏度高溫的火焰。返回艙表層的防熱材料能夠阻隔高溫進入艙內(nèi)，保證艙內(nèi)空氣溫度維持在20攝氏度左右。

但是降落過程中，氣體和返回艙表面被燒蝕的防熱材料發(fā)生電離，形成包裹住返回艙的等離子區(qū)，使返回艙與外界的無線電通信極大衰減，造成地面與飛船之間的無線電通信中斷，這段時間就被稱為“黑障區(qū)”。其間，地面無法通過任何遙控方式對飛船進行控制，依靠飛行器對狀態(tài)進行全自動處理。

最后是著陸階段。

當距離地面40公里左右的高度時，飛船已經(jīng)基本脫離“黑障區(qū)”，當它繼續(xù)減速直到距離地面10公里左右時，返回艙上的靜壓高度控制器通過測量大氣壓力來判斷所處高度，并先后打開引導傘、減速傘和主傘，以此保證返回艙以較為柔和的方式實現(xiàn)多次減速。

而當飛船即將著陸的瞬間，安裝在返回艙底部的反推發(fā)動機進行反向點火，保證返回艙在最后減速至2米每秒以下。同時，具有緩沖功能的航天員座椅在著陸前開始自動提升，從而使沖擊的能量被緩沖吸收。

中國航天科技集團五院的設(shè)計師們還為回收著陸系統(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、時間控制器、3組高度開關(guān)等多種備份措施。

如何在東風著陸場第一時間找到航天員？

此次，神舟十二號載人飛船選擇了位于巴丹吉林沙漠的東風著陸場降落，且不設(shè)立備份著陸場。更加復雜的地形地貌、首次執(zhí)行航天員搜救任務(wù)、時間緊難點多……

著陸場區(qū)指揮部把幾萬平方公里的搜索區(qū)域劃分為若干網(wǎng)格，形成網(wǎng)格化搜索救援力量，并預設(shè)了六大類32項極端情況，準備了7種搜救戰(zhàn)法，構(gòu)建了200多種應急預案。

可靠謹慎的搜救方案——

據(jù)載人航天工程著陸場系統(tǒng)副總設(shè)計師卞韓城介紹，著陸場系統(tǒng)組建了1支直升機搜救分隊、1支搭載傘降隊員的固定翼飛機搜救分隊、1支地面搜救分隊（分成3個小組），著陸區(qū)以外周邊3旗3縣1市地方政府準備了近20支搜救預備隊。

著陸場系統(tǒng)圍繞“天上怎么飛、地面怎么控、我們怎么搜”開展搜救方案設(shè)計，提出了“跟蹤測量立體連續(xù)、落點預報快速準確、搜索救援艙落人到”的任務(wù)目標。

具體來看，動用多套統(tǒng)一測控、雷達、光學等設(shè)備，構(gòu)建了近3000公里長的再入走廊跟蹤測量鏈；依托直升機、固定翼飛機、全地形車等，吸收搜救、醫(yī)學、航天器研制專家組建專業(yè)搜救力量，構(gòu)建了專業(yè)力量為主，應急力量支援的航天搜救力量體系；以通信衛(wèi)星、無線寬帶網(wǎng)絡(luò)等為主要技術(shù)手段，構(gòu)建了搜救信息推送系統(tǒng)。

周密豐富的應急預案——

著陸場圍繞可能應對的多種返回模式，針對可能出現(xiàn)的異常情況，準備了很多種解決方式和應急預案。

比如，直升機上加裝大功率探照燈，具備夜間搜索的能力。同時，研制了能在沙漠、鹽堿地快速鋪設(shè)的臨時停機坪，為直升機降落創(chuàng)造條件。還組建了水域救援隊，具備水面、水下搜索和救援能力等。

精益求精的推演演練——

“要想實戰(zhàn)打得贏，訓練誰也跑不了！”這是酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心搜救分隊隊員在訓練場上經(jīng)常能聽到的一句話。直升機上，索降隊員從天而降；模擬陣地上，通信系統(tǒng)應急排故緊張上演；多種地域訓練場上，無人機在上空盤旋“獵取”目標……搜救分隊駐訓場上處處呈現(xiàn)著忙碌的訓練場景。

據(jù)統(tǒng)計，備戰(zhàn)神舟十二號飛船發(fā)射段應急搜救任務(wù)期間，總共組織了9次動用直升機的搜救訓練。返回段任務(wù)準備過程中，組織了2次直升機分隊空中通信聯(lián)調(diào)、2次空地協(xié)同搜救訓練、4次全系統(tǒng)全流程綜合演練。

生命至上的安全保障——

“優(yōu)先營救航天員、確保人員安全”是執(zhí)行載人飛船回收著陸的一項基本原則。為了保證航天員平穩(wěn)出艙，順利回家，各方也做了大量細致的準備。

據(jù)載人航天工程航天員系統(tǒng)總體副主任設(shè)計師許文龍介紹，返回艙著陸后，醫(yī)監(jiān)醫(yī)保醫(yī)生將首先進入艙內(nèi)，對航天員身體狀況做出判斷，協(xié)助他們出艙，謹防二次損傷，并全程陪護航天員返回北京航天城。除了專業(yè)救護團隊，還建設(shè)了相關(guān)醫(yī)監(jiān)醫(yī)保醫(yī)療救護平臺，設(shè)計了艙內(nèi)、艙旁、載體內(nèi)醫(yī)監(jiān)醫(yī)保流程，演練了艙內(nèi)防航天員跌落方案，訓練了艙外搬運航天員動作，準備了大風和沙塵環(huán)境救援保護措施等。

《人民日報》（ 2021年09月19日 第 02 版）

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