
6月3日16时,神舟十五号载人飞船回收任务布置会在酒泉卫星发射中心神舟宾馆会议室召开。
从4月入场到现在,不少队员除了参加3次全系统大演练等回收任务外,还要兼顾着神舟十六号发射任务,经常深夜开会准备回收工作。
试验队总体负责人彭华康给大家分发完行动计划表,一边强调任务细节一边说:“大家这段时间辛苦了,明天航天员就要返回地球,就剩最后一哆嗦了,咱们要克服困难,全力以赴。”
“好,大家都要注意安全,规范操作。”
“一定听从指挥,圆满完成任务!”
……
大家讨论着第二天的任务情况,希望回收工作一切顺利。
拉开序幕
4日凌晨,乘坐搜救直升机的4位空中分队试验队员3时20分在神舟宾馆楼下集合,其余地面分队试验队员2时50分集合。
4时30分左右,晨光熹微,五院回收试验队已到达待命点,此时飞船仍在太空遨游,还要围绕地球运行一圈多,地面测控网正将返回控制参数注入飞船,飞船在做返回的最后准备。
在着陆场区直升飞机停机坪上,5架直升机马达轰鸣,缓缓升起。空中搜救直升机先于地面分队启动,飞向36km×36km的理论落区周边空域待命,等待着3位航天员的回归。
太空中的飞船开始调姿,做好了制动准备。
此次返回仍然采用“快速返回方案”,即神舟十五号飞船在与空间站组合体分离后,绕地球飞行5圈后开始返回地面。之后,轨道舱与返回舱分离。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。
6时许,推进舱和返回舱分离。飞船返回舱下降至100公里高度,以接近8km/s的速度再入大气层。
接下来的这段旅途,堪称本次任务最关键、最受关注的一段航程。返回舱的再入角度很关键,如果角度太小,返回舱将滑出大气层,无法返回,这就像石头在水上打水漂一样,如果角度太大,返回舱再入的过载过大将会对航天员产生不利影响。
同时,返回舱与大气会剧烈摩擦。摩擦将空气电离,产生的等离子体在返回舱的周围及后方形成了一个“罩”,建立了一个电磁屏蔽层,被称为“等离子鞘”,形状像个彗星的尾巴,或像个巨型的羽毛球,把返回舱藏在羽毛球的头部里面,阻断了返回舱与外界的无线电通信,飞船进入“黑障区”,信号发不出来,外面的信号也进不去。
此外,要确保飞船再入返回成功,防热技术也是关键。据彭华康介绍,返回舱进入大气层,此时速度可达7.9公里/秒。返回舱以如此快的速度在大气层中穿行,会强烈压缩飞行前方的空气,产生巨大的气动加热效应,“通俗一点讲,它得经受超过上千摄氏度高温的长时间烧蚀。”
为此,五院总体设计部的研制团队在舱体表面设计了防热涂层,敷设有一层烧蚀材料,当温度达到一定程度时烧蚀材料升华脱落,带走大量热量。“当然,舱内温度基本上维持在26℃左右,航天员在舱内并不会感到不适,只会通过舷窗看到外面熊熊的火光。”彭华康表示。
返回舱在黑障区内飞行五分多钟后,高度下降至40公里,其速度已大大降低,无线电信号开始重新出现。
神舟归来
“全体注意,10公里通。”这是着陆场区地面指挥部发出的调度口令,意味着返回舱还有距离地面还有10公里左右着陆。
空中分队5架直升机上的搜救人员忙碌起来,飞行员密切注视着信标信号,试验队队员王晨曦坐在直升机内,紧张地望着窗外,脑海里想象着此刻返回舱该有的动作。
“10公里通”口令下达后2秒,开伞程序启动,弹射主伞舱盖,拉出引导伞,之后减速伞和主伞相继打开。三伞的面积由几平方米增大到几百平方米再到一千多平方米,通过这样逐级开伞的方式以减小过载,保护航天员。
此时地面搜索车辆收到了返回舱信标信号。返回舱在乘伞下降,即将落地。
等主伞完全打开后不久,返回舱会抛掉飞船进入大气层后的“铠甲”——防热大底,伽马高度控制装置开始工作,通过发射伽马射线,开始实时测量距地高度。
当返回舱降至距离地面1米高度时,发出点火信号,返回舱底部的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进一步降至2m/s左右。
“安装缓冲装置的航天员座椅会在着陆前开始抬升,以吸收着陆冲击能量,充分保证航天员落地的舒适性,体现了飞船设计‘以人为本’的理念。”彭华康说。
大功告成
“发现目标了!”王晨曦兴奋地喊了起来,他乘坐搜救直升机飞往落点,到达返回舱落点后,戴着防毒面具的他和其他试验队员要第一时间检查返回舱是否存在推进剂泄漏情况。这种推进剂的成分是无水肼,属于有毒的易燃液体,确保其无泄漏后,回收试验队的各项处置程序开始有序进行。
之后,试验队还要对舱内状态进行检查,同时将伽马源防护盖盖上,避免现场人员受到射线辐射危害。
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及时取出、封存;接着进行载荷交接,包括科学实验样品、航天员个人物品等;再将舱内火工品插上短路保护插头,防止火工品意外点燃;最后将舱内电源断电。除此之外,试验队还要完成航天员座椅缓冲效果检查、返回舱信标信号准确度确认等工作。
随后,回收试验队关闭了返回舱舱门,将其装车并运回指定地点。至此,神舟十五号载人飞船返回舱的处置(回收)工作就大功告成了。
从5月21日开始,试验队员们在回收场进行了3次1:1的全系统演练,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20多种处置预案,包括返回舱弹道式返回、未脱主伞、无水肼泄漏、返回舱落入水中、气候条件恶劣等,并针对重点环节进行多次单项和综合演练。
虽然这些属于小概率事件,但每份预案都有着详细的故障判断、预案分析、处置程序和故障处置保障条件。
“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。
文/邓雨楠
编辑/苗珊珊
审核/杨蕾
监制/索阿娣


