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神舟十五號(hào)航天員乘組平安返京

順利回家，“圓夢(mèng)乘組”夢(mèng)圓（科技自立自強(qiáng)·逐夢(mèng)深空）

(資料圖)

圖片從左到右依次為：

航天員費(fèi)俊龍出艙。

航天員鄧清明出艙。

王曉博攝（影像中國(guó)）

航天員張陸出艙。

新華社記者李志鵬攝

6月4日清晨，在萬(wàn)眾期待下，一頂紅白相間的大傘如約綻放在戈壁荒漠上空，守護(hù)著神舟十五號(hào)載人飛船返回艙徐徐飄落、穩(wěn)穩(wěn)著陸。隨后，返回艙艙門打開，“圓夢(mèng)乘組”在完成6個(gè)月的飛行后，順利回家。

神舟十五號(hào)飛行任務(wù)是中國(guó)人的第十次飛天。神舟十五號(hào)載人飛船于2022年11月29日從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，隨后與天和核心艙對(duì)接形成組合體。作為迄今為止執(zhí)行任務(wù)時(shí)平均年齡最大的航天員乘組，他們不僅刷新了中國(guó)航天員單個(gè)乘組出艙活動(dòng)次數(shù)的紀(jì)錄，還見證了中國(guó)空間站全面建成的歷史時(shí)刻。

載人飛船回收試驗(yàn)隊(duì)——

提前進(jìn)行多次全流程桌面推演、全系統(tǒng)綜合演練

本次神舟十五號(hào)載人飛船的返回，精心設(shè)計(jì)、環(huán)環(huán)相扣。

據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)五院載人飛船回收試驗(yàn)隊(duì)總體負(fù)責(zé)人彭華康介紹，此次返回包括分離、制動(dòng)、再入、減速、著陸緩沖5個(gè)階段。

分離階段——此次返回仍然延續(xù)神舟十三號(hào)載人飛船以來(lái)的“快速返回方案”，即神舟十五號(hào)載人飛船在與空間站組合體分離后，繞地球飛行5圈后開始返回地面。隨后，飛船返回艙與軌道艙分離。

制動(dòng)階段——神舟十五號(hào)載人飛船延續(xù)了神舟十二號(hào)載人飛船以來(lái)的預(yù)測(cè)——校正雙環(huán)制導(dǎo)方式，使返回艙以精確計(jì)算的再入角度進(jìn)入地球大氣層，推進(jìn)艙在穿越大氣層時(shí)燒毀。

再入階段——艙上自帶的發(fā)動(dòng)機(jī)將返回艙調(diào)整為大底朝前的配平狀態(tài)，以升力控制的方式再入。

減速階段——距離地面10公里左右時(shí)，返回艙引導(dǎo)傘、減速傘和主傘相繼打開，將飛船的速度降低到每秒幾米。

著陸緩沖階段——距離地面1米左右時(shí)，反推發(fā)動(dòng)機(jī)向下點(diǎn)火，使返回艙進(jìn)一步減速，最終以每秒1—2米的速度著陸。

為確保萬(wàn)無(wú)一失，試驗(yàn)隊(duì)提前進(jìn)行了4次全流程桌面推演和3次全系統(tǒng)綜合演練，重點(diǎn)對(duì)正常和故障處置流程、故障預(yù)案、處置程序、安全要求、關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行學(xué)習(xí)與演練，并聯(lián)合著陸場(chǎng)系統(tǒng)對(duì)薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行了演練與驗(yàn)證。圍繞返回過程故障、著陸環(huán)境異常、處置工序故障三大類故障模式，他們還準(zhǔn)備了20多種處置預(yù)案。

值得一提的是，由中國(guó)航天科技集團(tuán)五院502所研制的飛船返回再入GNC（制導(dǎo)導(dǎo)航與控制）技術(shù)全程發(fā)揮了重要作用。從神舟十二號(hào)載人飛船至神舟十五號(hào)載人飛船這一批次的4艘神舟飛船，采用的是“自適應(yīng)預(yù)測(cè)制導(dǎo)方法”，即第二代返回再入技術(shù)。據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)五院載人飛船系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師胡軍介紹，如果采用一代技術(shù)，當(dāng)出現(xiàn)大范圍的軌道條件變化時(shí)，就需要地面進(jìn)行人工干預(yù)；如果采用二代技術(shù)，GNC技術(shù)則可以自主適應(yīng)，能實(shí)現(xiàn)一系列更好的效果。

返回艙降落過程中，那頂引人注目的大傘，其實(shí)并不陌生。從神舟一號(hào)算起，它已經(jīng)為神舟系列飛船“綻放”了15次，持續(xù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化創(chuàng)新。據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)五院508所專家介紹，這頂1200平方米的神舟飛船主傘是國(guó)內(nèi)最大的航天器降落傘，由7000多個(gè)零部件組成。整個(gè)傘的縫線長(zhǎng)達(dá)10千米，需要十幾位加工人員加工3至4個(gè)月才能完成，僅主份降落傘的加工工序就有30多道。

東風(fēng)著陸場(chǎng)——

地面支持系統(tǒng)快速定位精度達(dá)到20米級(jí)

神舟十五號(hào)載人飛船是2021年9月以來(lái)東風(fēng)著陸場(chǎng)執(zhí)行的第四次載人飛船搜索和航天員救援任務(wù)，也是我國(guó)空間站應(yīng)用與發(fā)展階段東風(fēng)著陸場(chǎng)迎接的首艘載人飛船和首個(gè)航天員乘組。

為此，東風(fēng)著陸場(chǎng)開展了跨凌晨搜救行動(dòng)，凌晨2點(diǎn)起搜救分隊(duì)就陸續(xù)開始行動(dòng)。

據(jù)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心正高級(jí)工程師、載人航天工程著陸場(chǎng)系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師卞韓城介紹，東風(fēng)著陸場(chǎng)多措并舉守護(hù)航天員安全回家。

首先，推進(jìn)著陸場(chǎng)布局優(yōu)化。東風(fēng)著陸場(chǎng)屬陸地小面積著陸場(chǎng)，飛船返回機(jī)會(huì)相對(duì)較少，針對(duì)神舟十五號(hào)返回任務(wù)，在東風(fēng)著陸場(chǎng)周邊勘選了應(yīng)急備降場(chǎng)，按照飛船連續(xù)兩圈可返回、連續(xù)兩天可返回狀態(tài)設(shè)計(jì)了搜救方案。

其次，新增后彈道返回搜救區(qū)域。神舟十五號(hào)載人飛船返回任務(wù)規(guī)劃了飛船后彈道返回搜救區(qū)，在以往大范圍偏差搜救預(yù)案的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了飛船后彈道返回搜救方案，提升了東風(fēng)著陸場(chǎng)應(yīng)對(duì)大范圍偏差快速搜救能力，航天員安全保障能力進(jìn)一步增強(qiáng)。

同時(shí)，構(gòu)建非合作式搜索體系。航天搜救傳統(tǒng)上使用合作式搜索體系：搜索分隊(duì)根據(jù)飛船返回艙發(fā)射的信標(biāo)實(shí)施定向搜索，一旦返回艙信標(biāo)失效，只能采取目視方法搜索。基于酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心強(qiáng)大的返回測(cè)控支持能力，提出構(gòu)建非合作式快速精準(zhǔn)搜索體系構(gòu)想。神舟十五號(hào)載人飛船返回任務(wù)，已經(jīng)具備可視化捕獲跟蹤、高精度定位測(cè)量等能力，飛船返回艙著陸后，空中分隊(duì)快速定位精度達(dá)到30米級(jí)、地面支持系統(tǒng)快速定位精度達(dá)到20米級(jí)。合作式和非合作式兩種搜索體系的融合應(yīng)用，可顯著提升東風(fēng)著陸場(chǎng)快速精準(zhǔn)搜索到達(dá)能力，破解返回艙信標(biāo)失效等難題。

此外，創(chuàng)新預(yù)案體系構(gòu)建方法。神舟十五號(hào)載人飛船返回任務(wù)進(jìn)一步創(chuàng)新預(yù)案體系構(gòu)建方法，形成新一代預(yù)案體系，識(shí)別出各類風(fēng)險(xiǎn)28項(xiàng)，制定異常情況應(yīng)急指揮要點(diǎn)24份，各單位根據(jù)承擔(dān)任務(wù)和專業(yè)分類制定應(yīng)急處置預(yù)案200余份。

在著陸場(chǎng)區(qū)指揮部統(tǒng)一組織下，東風(fēng)著陸場(chǎng)各參試力量于5月10日就進(jìn)場(chǎng)完畢。神舟十五號(hào)載人飛船返回任務(wù)東風(fēng)著陸場(chǎng)組建了1支空中（直升機(jī)）分隊(duì)、1支固定翼飛機(jī)（載傘降救援組）分隊(duì)、1支地面分隊(duì)共3支專業(yè)搜救力量；組建了1支道路封控分隊(duì)、1支搜救支援分隊(duì)、1支搜救預(yù)備隊(duì)，與專業(yè)搜救力量等協(xié)同完成搜救任務(wù)。

測(cè)控通信系統(tǒng)——

具備黑障區(qū)穩(wěn)定跟蹤飛船的能力

神舟十五號(hào)載人飛船從距離地面約400公里的空間站軌道返回，精準(zhǔn)降落到東風(fēng)著陸場(chǎng)。這個(gè)難度曾被人比喻為“萬(wàn)里中10環(huán)”。為了應(yīng)對(duì)如此大的挑戰(zhàn)，任務(wù)各戰(zhàn)線團(tuán)結(jié)協(xié)作、合力攻關(guān)。

返程的每一步，都需要測(cè)控通信系統(tǒng)接力牽引，完成遙測(cè)、外測(cè)來(lái)接收和發(fā)送指令，觀測(cè)分析返回艙位置、速度、飛行姿態(tài)。在主著陸場(chǎng)，中國(guó)電科集團(tuán)布設(shè)了便攜站、機(jī)載站、車載站、固定站等站型及多型號(hào)衛(wèi)星通信系統(tǒng)，編織致密安全的測(cè)控通信網(wǎng)，實(shí)時(shí)測(cè)量飛行軌道，監(jiān)測(cè)返回艙供電、溫度、氣壓等參數(shù)及航天員各項(xiàng)生理參數(shù)，實(shí)時(shí)傳送地面發(fā)出的指令，指揮返回艙變軌、調(diào)整姿態(tài)，實(shí)時(shí)傳輸話音、圖像數(shù)據(jù)，讓地面可以與航天員實(shí)時(shí)溝通。

中國(guó)電科集團(tuán)還研制布設(shè)了機(jī)載、車載、船載、便攜式定向儀。這些定向儀采用無(wú)線電“呼叫——應(yīng)答”模式，受外部環(huán)境因素影響更小，裝備在運(yùn)輸機(jī)、直升機(jī)、搜索車輛等搜索平臺(tái)上，能全天時(shí)、全天候、無(wú)盲區(qū)地接收返回艙“呼叫”信標(biāo)，引導(dǎo)搜索力量迅速向落點(diǎn)靠攏。

返回艙穿越黑障區(qū)時(shí)，會(huì)與地面人員暫時(shí)失去聯(lián)系。本次任務(wù)中，專家表示，經(jīng)過測(cè)控人員接續(xù)攻關(guān)，聯(lián)合多家科研機(jī)構(gòu)，針對(duì)飛船在黑障區(qū)的雷達(dá)回波信號(hào)特點(diǎn)，不斷完善有針對(duì)性的信號(hào)檢測(cè)和跟蹤技術(shù)，現(xiàn)已具備了黑障區(qū)穩(wěn)定跟蹤飛船的能力。

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