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中青報(bào)·中青網(wǎng)記者邱晨輝

闊別地球半年之久，3名航天員終于回家了。4月16日，神舟十三號(hào)飛行乘組安全返回地面，這是神舟載人飛船首次采用快速返回方案。

“與神舟十二號(hào)返回過程相比，神舟十三號(hào)采用5圈快速返回方案，縮短了航天員在神舟飛船返回艙內(nèi)的等待時(shí)間，讓航天員返回時(shí)長(zhǎng)從之前的約一天時(shí)間縮短到8小時(shí)左右?！敝袊?guó)航天科技集團(tuán)五院載人飛船系統(tǒng)項(xiàng)目技術(shù)副經(jīng)理邵立民說。

載人航天，人命關(guān)天。神舟飛船是航天員實(shí)現(xiàn)天地往返的生命之舟，由中國(guó)航天科技集團(tuán)五院抓總研制。神舟十三號(hào)載人飛船由軌道艙、返回艙、推進(jìn)艙三艙構(gòu)成，歷經(jīng)3個(gè)階段從距離地面300多公里的太空穿越大氣。

這是中國(guó)空間站關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段發(fā)射的第二艘載人飛船，也是我國(guó)迄今駐留太空時(shí)間最久的神舟飛船。

“神舟十三號(hào)載人飛船返回地面可以說是過程復(fù)雜、驚心動(dòng)魄，要經(jīng)過軌返分離、推返分離、再入、過黑障區(qū)、開降落傘等關(guān)鍵飛行事件及環(huán)節(jié)，還要經(jīng)過嚴(yán)酷的空間環(huán)境和軌道條件考驗(yàn)?！鄙哿⒚裾f。

他告訴記者，在科技人員的精心設(shè)計(jì)下，神舟十三號(hào)載人飛船把握住了“三個(gè)度”即速度、溫度和精度，確保穩(wěn)穩(wěn)落地、安全“回家”。

神舟十三號(hào)載人飛船返回前示意圖。中國(guó)航天科技集團(tuán)五院供圖

第一度是“速度”控制恰到好處。

神舟飛船在軌道上運(yùn)行的速度接近第一宇宙速度，在如此快的速度下，要確保航天員的安全，就必須對(duì)返回地面后的最終著陸速度進(jìn)行控制。

邵立民說，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，科技人員在飛船研制階段開展大量試驗(yàn)驗(yàn)證和數(shù)據(jù)判讀，保證飛船在著陸過程中逐步降低速度。

具體來看，返回前，由推進(jìn)艙軌控發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施制動(dòng)，降低軌道能量和軌道高度，確保飛船再入大氣層；返回艙具有特定氣動(dòng)外形，進(jìn)入大氣層后，依靠空氣動(dòng)力產(chǎn)生的阻力和升力減速；返回艙運(yùn)動(dòng)至地面附近時(shí)打開降落傘，進(jìn)一步降低速度；快著陸的瞬間開啟返回艙底部的著陸反推發(fā)動(dòng)機(jī)，最終將落地速度降低到一定范圍內(nèi)。

第二度是“溫度”控制火候適中。

邵立民說，返回艙進(jìn)入大氣層后，將與空氣發(fā)生劇烈摩擦，艙體表面局部溫度可達(dá)上千攝氏度。為了確保艙內(nèi)溫度依然舒適，飛船控溫的主要手段就是依靠防熱結(jié)構(gòu)對(duì)艙內(nèi)進(jìn)行保護(hù)。

他告訴記者，科技人員在艙體表面設(shè)計(jì)了防熱涂層，敷設(shè)有一層燒蝕材料。當(dāng)達(dá)到一定溫度時(shí)，燒蝕材料升華脫落，帶走大量熱量。此外，返回前會(huì)實(shí)施“熱控預(yù)冷”，提前將返回艙溫度降低少許，使飛船再入大氣層前艙內(nèi)溫度有一個(gè)較低基準(zhǔn)。

第三度是“精度”控制穩(wěn)操勝券。

“神舟飛船返回猶如萬里中十環(huán)，對(duì)于著陸精度的要求極高，要使返回艙著陸在指定區(qū)域，就必須對(duì)飛船著陸點(diǎn)的精度進(jìn)行控制?！鄙哿⒚裾f，科技人員為神舟十三號(hào)飛船配備了一套“著陸輕功”。

首先是返回軌道維持，調(diào)整飛船的軌道平面，使飛船星下點(diǎn)軌跡經(jīng)過返回瞄準(zhǔn)點(diǎn)；隨后返回制動(dòng)，通過制動(dòng)的速度增量和發(fā)動(dòng)機(jī)開機(jī)時(shí)刻，確保再入角和返回航程，為精準(zhǔn)著陸提供保障；最后是返回艙升力控制，進(jìn)入大氣層后，返回艙通過一系列姿態(tài)機(jī)動(dòng)，巧妙利用空氣動(dòng)力產(chǎn)生的升力，進(jìn)行航向和橫向運(yùn)動(dòng)的控制，精準(zhǔn)調(diào)整預(yù)定的著落點(diǎn)，最終平安返回。

“整個(gè)返回過程中，航天員主要負(fù)責(zé)物資的轉(zhuǎn)移和安裝，并不需要對(duì)飛船進(jìn)行特殊的操作和維護(hù)。”邵立民說，神舟飛船沒有航天員參與，也能夠獨(dú)立控制飛行，航天員主要解決地面無法操作的事情，比如轉(zhuǎn)移需要帶回地面的貨物，關(guān)上艙門，穿好壓力服，將自己固定在座椅上。

至于航天員帶回了哪些東西，邵立民說“這就很多了”，比如航天員的在軌記錄、視頻照片、實(shí)驗(yàn)樣品，等等，“空間站任務(wù)目前還處于關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段，有些情況跟預(yù)期不一樣，所以需要航天員帶回地面進(jìn)行分析?！?/p>

【來源：中國(guó)青年報(bào)客戶端】

關(guān)鍵詞：載人飛船神舟飛船科技人員中國(guó)航天