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平安着陆!五院这样守护神舟十四号回家

时间:2022年12月04日 信息来源:本站原创 点击:662 字体:

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。

 

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神舟系列飞船是航天员实现天地往返的“生命之舟”,均由航天科技集团五院(以下简称五院)抓总研制。就在5天前,神舟十五号载人飞船成功发射,将航天员费俊龙、邓清明、张陆送入太空,并成功与神舟十四号航天员乘组完成“太空会师”。完成在轨轮换后,神舟十四号航天员乘组结束了半年的“太空出差”,载誉而归。顺利返回的背后,五院全程护航神舟十四号平安回家。

 

如何进行返回舱回收

 

五院载人飞船回收试验队总体技术负责人彭华康介绍,此次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,是6名航天员“太空会师”后的首次返回,也是在东风着陆场的首次冬季夜间返回。在此次任务中,彭华康和团队——五院神舟十四号载人飞船回收试验队主要负责处置(回收)返回舱相关工作。

 

神舟十四号载人飞船返回舱落地后,回收试验队首先对舱体进行状态检查,确认舱外无危险源而后舱门才能打开,航天员出舱。之后,试验队对舱内状态进行检查,同时将伽马源防护盖盖上,避免现场人员收到射线辐射危害。

 

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航天员出舱后,回收试验队还要对返回舱进行处置:首先将舱内的伽马源进行处理,接着进行载荷交接,再进行各种安全处置措施。除此之外,试验队还要完成航天员座椅检查、返回舱信标信号确认等工作。

 

随后,回收试验队关闭返回舱舱门,将其装车并运回指定地点。由于本次任务是在夜间,从返回舱掉落的散落物不易被发现,只能后续在白天通过搜索寻回。至此,神舟十四号载人飞船返回舱的处置(回收)工作就基本完成了。

 

低温与夜间是本次任务的两大挑战

 

本次回收任务延续了神舟十二号载人飞船返回以来的技术状态,但是对整体的管理与流程方面进行了工作优化,反复确认细节,确保万无一失。

 

相较于前两次载人飞船返回任务,低温与夜晚是本次回收任务的两大挑战。神舟十二号载人飞船返回舱返回的时候是9月,神舟十三号载人飞船返回舱返回的时候是4月中旬,而本次返回任务是在冬季夜间。

 

低温主要影响人员保暖与设备适应性的问题。“以前都是在十几度的常温下工作,而这次在零下十几摄氏度开展工作,地面上所有的工具设备能否正常使用是一个问题。”彭华康说。

 

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夜间则带来了行驶安全与光明照明不足的问题。对于车辆与直升机驾驶来说,夜间的戈壁滩十分危险。行驶方向如何确定?路况如何?直升机能否降落?这些都是需要考虑的问题。此外,试验队员在处置返回舱时,照明不足还会影响工作效率。

 

面对低温和夜晚带来的挑战,五院神舟十四号载人飞船回收试验队精心准备、精心组织、精心实施,努力克服自然条件,全力保障此次返回舱处置任务的圆满完成。自11月初起,回收试验队就已经进场开展准备工作,在低温环境下参与了多次全系统演练。全系统演练是指全员参与并按照实战化要求,模拟返回当天的时间、地点、方案以及过程。同时,回收试验队还开展了多次安全培训,围绕返回过程故障、着陆环境异常、处置工序故障三大类故障模式,准备了近二十种处置预案,并针对重点环节进行多次单项演练。

 

“载人航天,人命关天。对于我们来说,航天员的安全是最重要的。看到他们平安落地、顺利出舱,我们很有成就感!”彭华康自豪地说。

 

顺利过关,安全返回

 

神舟十四号载人飞船返回舱成功返回地面之前,将经历分离、制动、再入、减速、着陆缓冲五个阶段。

 

分离与制动阶段

 

此次返回仍然采用 “快速返回方案”,即:神舟十四号在与空间站组合体分离后,再飞行5圈就开始返回地面;之后,位于前段的轨道舱与中段的返回舱分离;返回舱、推进舱两舱组合体再通过制动变轨,使舱体从近400公里的圆形轨道变成近地点低于100公里的椭圆轨道;随后,推进舱和返回舱分离,返回舱以精确计算的再入角度进入地球大气,推进舱在穿越大气层时烧毁。

 

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再入阶段

 

神舟十四号返回舱的外形像一个上窄下宽的大钟,再入之前,舱上自带的发动机会将返回舱调整为大底朝前的配平状态,以升力控制的方式再入。再入的过程中,返回舱和大气层空气剧烈摩擦,形成包裹住返回舱的等离子区,造成地面与舱体之间信号中断,这段时间被称为“黑障区”,在这个过程中,地面无法通过任何遥控方式对飞船进行控制,依靠飞行器全自动处理。

 

减速阶段

 

在距离地面40公里左右时,飞船已基本脱离“黑障区”。返回舱上安装了静压高度控制器,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,静压高度控制器会给出一个信号,引导伞、减速伞和主伞相继打开。三伞的面积从几平米增大到几十平米再到一千多平米,通过这样逐级开伞的方式以减小过载,保护航天员。

 

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着陆缓冲阶段

 

防热大底与侧壁的防热材料是飞船进入大气层后的“铠甲”,等主伞完全打开后不久,返回舱就会抛掉这身“铠甲”,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1-2米/秒。

 

返回舱安全着陆后,为保证地面搜救系统及时搜索到返回舱,除布设一定数量的雷达,跟踪测量返回舱轨道并预报落点位置外,返回舱上还安装了自主标位设备,告诉搜救人员“我在这里”。

 

整个返回过程的顺利进行,离不开五院各个分系统的参与。GNC(制导导航与控制)分系统负责飞船在制动和进入大气层阶段的姿态控制;热控分系统、结构机构分系统的舱外表面防热材料、防热涂层以及缓冲装置全程保障航天员的生命安全;回收着陆分系统通过降落伞精准制动,在着陆缓冲发动机的帮助下稳稳落地;测控分系统、数管分系统、总体电路分系统则扮演了“天地传音”和“智能网络”的角色,提供能源、收集整理数据和传递信号,确保全程零差错。

 

本次返回任务过程环环相扣、天衣无缝,五院技术团队密切配合、大力协同,为神舟十四号载人飞行任务画上了圆满的句号。

 

神舟十四号载人飞行任务是我国组织实施的第九次载人航天飞行。神舟十四号航天员乘组在轨工作生活6个月,在地面支持下圆满完成了三次出舱活动、一次“天宫课堂”太空授课活动,开展了多项科学试验与应用项目,见证了中国空间站“T”字基本构型建成的“高光时刻”。下面让我们一起来回顾神舟十四号的任务亮点吧。

 

神舟十四号任务回顾

 

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2022年6月5日,10时44分,神舟十四号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射,将陈冬、刘洋、蔡旭哲3名航天员送入太空。这是中国空间站建造阶段的首次载人发射任务。


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2022年6月5日,17时42分,神舟十四号载人飞船采用自主快速交会对接模式,经过6次变轨,成功对接于天和核心舱径向端口。


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2022年6月5日,20时50分,神舟十四号航天员乘组顺利进入天和核心舱。


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2022年7月25日,10时03分,神舟十四号航天员乘组成功开启问天实验舱舱门,顺利进入问天实验舱。这是中国航天员首次在轨进入科学实验舱。


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2022年9月1日,神舟十四号航天员乘组密切协同,开展第一次出舱活动。这是我国航天员首次从问天实验舱气闸舱出舱实施舱外活动。


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2022年9月17日,神舟十四号航天员乘组完成第二次出舱既定任务,出舱活动取得圆满成功。


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2022年10月12日,“天宫课堂”第三课开讲,神舟十四号航天员乘组完成太空授课。这是中国航天员首次在问天实验舱内进行太空授课。


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2022年11月3日,9时32分,梦天实验舱顺利完成转位,神舟十四号航天员乘组见证中国空间站“T”字基本构型在轨组装完成。15时12分,神舟十四号航天员乘组顺利进入梦天实验舱。


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2022年11月17日,神舟十四号航天员乘组完成第三次出舱既定任务,出舱活动取得圆满成功。这是空间站“T”字基本构型组装完成后的首次出舱活动。


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2022年11月30日,7时33分,神舟十四号航天员乘组迎来神舟十五号航天员乘组,完成太空“会师”。两个航天员乘组在空间站进行首次在轨轮换。


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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顺利着陆,神舟十四号载人飞行任务取得圆满成功。



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