神舟十四號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸。(記者李國利、溫競華、黃一宸)
此前據央視網報道,神舟十四號三名航天員 陳冬、劉洋、蔡旭哲 自6月5日順利入駐空間站後,已經在太空工作生活了半年時間。為了迎接他們平安“回家”,酒泉衛星發射中心著陸場係統近日進行了最後一次全流程、全要素搜救合練。
神舟十四號返回艙搜救回收空中分隊指揮員陳實:“從1999年開始執行神舟飛船返回艙的搜索回收任務以來,總共有十來次了。這次我總結就是史上最難。因為極端溫度能達到零下26攝氏度左右,所以低溫對我們的裝備,對我們的人員身體上都會造成一些困難。”
延伸閱讀
結合此次神舟十四號返回艙著陸,針對任務看點,極目新聞記者早前采訪了空間技術專家張傳軍。
搜救力量在東風著陸場展開第三次全係統綜合演練現場(圖片來源:大漠問天)
低溫與夜間搜救是兩大挑戰
極目新聞:“出差”180多天,神舟十四號飛船返回艙將在冬日夜間著陸,與神舟十三號白天返回時相比,此次返回有哪些新的挑戰?
張傳軍:此次返回,低溫與夜間搜救是任務的兩大挑戰。由於直升機飛行的快捷性,航天員搜救任務均以直升機分隊為主。在白天執行搜救任務時,搜救隊員很容易發現目標,而在夜間返回,搜救隊員靠目視看不到返回艙,必須借助微光、紅外光學設備,才能發現返回艙,這就增加了搜索發現目標的難度,也增加了抵達返回艙著陸地點的難度。在極寒條件下返回,要為航天員準備可靠的禦寒物資,確保打開艙門口後盡快組織航天員出艙,在艙外極寒環境下停留時間要盡可能短,並且能讓航天員吃上熱飯、喝上熱水,用熱水洗漱。極寒條件還可能導致機械設備低溫啟動困難、電子設備工作異常、電池續航能力降低、搜救隊員操作失誤等,因此,對於救援保障的要求特別高。
極目新聞:神舟十四號返回艙搜救回收空中分隊指揮員陳實說,從1999年開始執行神舟飛船返回艙的搜索回收任務以來,這次或是史上最難,您怎麽看?
張傳軍:神舟十二號載人飛船返回艙返回的時候是9月,神舟十三號載人飛船返回艙返回的時候是4月中旬,以前都是在十幾度的常溫下工作,而本次神舟十四號返回任務是在冬季夜間,飛船在設計上滿足低溫環境下開展工作,但第一次在東風著陸場零下20多攝氏度的環境下作業,對地麵上所有的設備能否正常使用是一個考驗。在東風著陸場,飛船有可能著陸於地貌複雜的區域,如山地、沙漠、鹽堿地、梭梭林地、水域等。搜救過程中可能遭遇複雜天氣現象,如刮風、下雪、起沙塵等。這些複雜情況、困難工況與極寒天氣、暗夜環境疊加,進一步增加了搜索任務組織實施的難度。
極目新聞:從神舟五號到神舟十一號,都是在內蒙古四子王旗著陸場返回,為什麽空間站開始建造後搬到了東風著陸場?
張傳軍:載人飛船著陸場最好的選擇是人煙荒蕪之地,就此而言,內蒙古的四子王旗著陸場和東風著陸場都比較合適,但近年來四子王旗人口密度有所增加。
從神舟十二號開始,空間站建造階段一年至少發射兩次載人飛船,還有兩次飛船返回,任務密度比之前幾年已經大大增加。另外,空間站航天員也有可能會隨時因為特殊情況緊急撤離空間站,地麵需要有常備搜救隊,依托酒泉衛星發射中心的東風著陸場,常備搜救隊伍的後勤條件顯然是最好的。
搜救力量在東風著陸場展開第三次全係統綜合演練現場(圖片來源:大漠問天)
航天員返回前還需鍛煉身體
極目新聞:三名航天員在返回前需要做好哪些準備?
張傳軍:此次神舟十四號航天員乘組在返回前,首先要做的就是和神舟十五號航天員乘組完成在軌交接。12月2日晚,神舟十四、神舟十五號航天員已經進行了交接儀式,兩個乘組移交了中國空間站的鑰匙。另外,返回前,航天員一般還要做以下幾項準備工作。一是加強體能訓練。返回艙返回地球的過程是整個飛天過程的最具挑戰性的。三名航天員在太空失重環境下生活了半年,身體已經適應了太空失重環境,返回地球要重新適應地球上的環境,因此返回前要加強體能方麵的訓練,以便在返回後能更快更好地適應地球環境;二是整理科研成果。所有的航天員都是全能型人才,他們精通天文、地理、醫學實驗、生物醫藥、對地觀測、礦藏勘察、地球環境變化、太空育種等科研實驗項目。在返回地球前,三名航天員要整理好半年來在太空中做的實驗數據和科研成果資料。三是清理垃圾,對神舟十四號飛船進行全麵檢測。
三名航天員在空間站生活了半年,返回前要把垃圾清理好,搬進神舟十四號飛船。並對空間站內的物品進行盤點歸位,對整個飛船係統進行全麵安全檢查,反複練習飛船返回時的整個操作流程,確保安全返航;四是搬運物品,做好返回前的準備。三名航天把整理好的科研資料和生活垃圾等物品搬到神舟14號載人飛船,做好所有準備和檢查工作,關閉艙門穿好航天服,檢查航天服的氣密性,返回艙的操作係統,等待返回指令返回地球。
極目新聞:返回過程是怎樣的?
張傳軍:神舟十四號載人飛船返回艙成功返回地麵之前,將經曆分離、製動、再入、減速、著陸緩衝五個階段。
分離與製動階段,神舟十四號在與空間站組合體分離後,再飛行幾圈就開始返回地麵。之後,位於前段的軌道艙與中段的返回艙推進艙組合體分離,返回艙、推進艙兩艙組合體再通過製動變軌,使艙體從近400公裏的圓形軌道變成近地點低於100公裏的橢圓軌道;隨後,推進艙和返回艙分離,返回艙再入地球大氣層,推進艙在穿越大氣層時燒毀。
再入階段,神舟十四號返回艙的外形像一個上窄下寬的大鍾,再入之前,艙上自帶的發動機會將返回艙調整為大底朝前的配平狀態,以升力控製的方式再入。再入的過程中,返回艙和大氣層空氣劇烈摩擦,形成包裹住返回艙的等離子區,造成地麵與艙體之間信號中斷,這段時間被稱為“黑障區”,在這個過程中,地麵無法通過任何遙控方式對飛船進行控製,依靠飛行器全自動處理。
減速階段,在距離地麵40公裏左右時,飛船已基本脫離“黑障區”。返回艙上安裝了靜壓高度控製器,通過測量大氣壓力來判斷所處高度,當返回艙距離地麵10公裏左右時,靜壓高度控製器會給出一個信號,引導傘、減速傘和主傘相繼打開。三傘的麵積從幾平方米增大到幾十平方米再到一千多平米,通過這樣逐級開傘的方式以減小過載,保護航天員。另外,為防止減速傘和主傘張開瞬間承受的力太大,在開傘時會處於收口即半打開狀態,工作幾秒後再完全打開。同時,為了保證航天員的生命安全,提高回收著陸係統工作的可靠性和安全性,返回艙上還配置了備份降落傘。飛船一旦檢測到故障,就會按照預定程序切換到備份降落傘工作狀態。
著陸緩衝階段,防熱大底與側壁的防熱材料是飛船進入大氣層後的“鎧甲”,等主傘完全打開後不久,返回艙就會拋掉這身“鎧甲”,伽馬高度控製裝置開始工作,通過發射伽馬射線,實時測量距地高度。當返回艙降至距離地麵1米高度時,底部的伽馬高度控製裝置發出點火信號,艙上的4台反推發動機點火,產生一個向上的衝力,使返回艙的落地速度達到1-2米/秒。同時,安裝緩衝裝置的航天員座椅會在著陸前開始抬升,使衝擊的能量被緩衝吸收,充分保證航天員落地的舒適性。
搜救力量在東風著陸場展開第三次全係統綜合演練現場(圖片來源:大漠問天)
返回艙主降落傘近3個籃球場大小
極目新聞:航天員出艙時為什麽要工作人員抬著下來?
張傳軍:航天員在太空處於失重狀態,時間一長,身體適應了微重力環境,出現耐力下降、肌肉萎縮、骨質疏鬆等情況。在太空時,血液均勻分布全身,而當他們回到地球後,重力會引起精神、身體和心理短期不適,血液也會迅速湧回下肢,造成大腦和上身缺血,容易導致暈厥等狀況。而且,返回艙快速穿過大氣層時,航天員需要承受巨大的旋轉和撞擊。早已適應了太空環境的身體,突然要經受地球引力的考驗,這種巨大的反差會給身體帶來極度不適,這時他們根本站不起來,為了防止發生意外,保障航天員的安全,出倉後必須抬著走。
極目新聞:返回艙著陸後,地麵工作人員在航天員出艙前還需要做哪些工作?
張傳軍:神舟十四號載人飛船返回艙著陸後,地麵工作人員需對艙體進行狀態檢查,確認艙外無危險源後,艙門才能打開,航天員出艙。之後,工作人員對艙內狀態進行檢查,同時將伽馬源防護蓋蓋上,避免現場人員受到射線輻射危害。
極目新聞:有網友說返回艙的主降落傘有一個足球場那麽大,是真的嗎?這麽大的傘如何安全回收,如遇大風怎麽辦?
張傳軍:返回艙的主降落傘是一個約1200平方米的特大環帆傘。標準足球場的麵積是7000多平方米,因此說它還不能鋪滿一個足球場,但確實有近三個籃球場的麵積。這麽大的巨型降落傘,它的重量卻不到100公斤,收攏後裝進傘包的體積也隻有200升。整個包傘流程有幾十道工序,要保證96根降落傘傘繩互不纏繞,要用15噸的壓力將傘衣、傘繩和連接吊帶等部件壓進傘包。而在返回艙著陸後,航天員會在艙內操作,將降落傘繩和返回艙切斷,返回艙與主傘分離。(ZT)