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12月4日20時09分,神舟十四號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸,現場醫監醫保人員確認航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲身體狀態良好,神舟十四號載人飛行任務取得圓滿成功。 新華社記者 連振 攝

圖為航天員陳冬安全順利出艙。 新華社記者 李剛 攝
在中國空間站“出差”183天后,航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲凱旋。12月4日20時09分,神舟十四號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸,現場醫監醫保人員確認航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲身體狀態良好,神舟十四號載人飛行任務取得圓滿成功。
從太空回地球,是一趟怎樣的旅程?為了讓三位航天員平安回家,科研人員都做了哪些精心準備?在軌半年,“最忙乘組”見證了哪些歷史時刻?記者對此進行了采訪。
平安歸途步步“精心”,分離、制動、再入、減速、著陸緩沖環環相扣
神舟十四號載人飛船重返地球,需經歷嚴酷空間環境和軌道條件的考驗,過程復雜、驚心動魄。
“分離、制動、再入、減速、著陸緩沖五大環節環環相扣,共同搭起航天員的平安歸途。”中國航天科技集團五院載人飛船系統總體副主任設計師彭華康詳細介紹了神舟十四號載人飛船的返回過程:
分離——12月4日11時01分,神舟十四號載人飛船與空間站組合體成功分離。隨后,飛船返回艙與軌道艙、推進艙分離,最終由返回艙帶著三名航天員落地東風著陸場。
制動——飛船與空間站組合體分離后,通過制動進行變軌,從將近400公里高度的圓形軌道變軌到近地點低于100公里高度的橢圓形軌道,從而使它具備進入大氣層的可能性。
再入——返回艙的外形像一個上窄下寬的“大鐘”,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,以升力控制的方式再入大氣層。
減速——再入大氣層時,返回艙與大氣層劇烈摩擦,動能逐漸轉化為熱能耗損,從而使速度由第一宇宙速度7.9公里每秒逐漸降低到幾百米每秒。距離地面10公里左右時,返回艙速度已經降到約200米每秒,此時開傘指令發出,返回艙依次拉開引導傘、減速傘和主降落傘,把速度逐步降低到約7米每秒。
著陸緩沖——當返回艙離地面1米左右時,著陸反推發動機向下點火,使返回艙進一步減速,最終以1-2米每秒的速度落地。
返回艙著陸平穩與否,關鍵在于減速。“具有緩沖功能的航天員座椅在著陸前自動提升,從而緩沖吸收沖擊的能量。此外,座椅里面還有一個緩沖減震墊,返回艙在結構設計上也有相關考慮。”彭華康說。
天地往返技術作為載人航天的三大基本技術之一,對安全性、可靠性、創新性要求甚高。與神舟十三號載人飛船一樣,神舟十四號載人飛船也采用5圈快速返回方案。
飛船繞飛地球是為了等待返回時機,同時地面還需要在這段時間進行參數注入和策略制定等準備工作。此前,神舟十二號載人飛船返回時繞飛地球18圈,歷時1天多。
“通過對部分飛行事件進行合理裁剪,我們壓縮了操作時間,使繞飛從11圈減少到5圈。”彭華康介紹,快速返回模式主要依靠減少飛船在軌繞地飛行圈數來實現。采用快速返回模式后,不僅航天員回程提速,整體舒適度也進一步提高。
嚴寒暗夜給搜索回收任務帶來挑戰,對人員資質、經驗和裝備保障提出了更高要求
東風著陸場地處西北內陸戈壁深處,是航天員的“落腳點”。著陸場及各參試系統早早投入作戰準備,各方搜救力量展開了多次全系統綜合演練,并研發配置了全新智能化設備,在東風著陸場拉開了一張立體搜救網,幾乎做到“艙落人到”。
12月1日晚,第三次全系統綜合演練在東風著陸場展開。10余支搜救力量、5架搜索直升機、60余臺搜索車輛分別從臨時集結點出發,前往各自待命點。
在這片約13000平方公里的無人區,衛星通信是著陸現場唯一的通信手段。對神舟十四號搜救回收任務通信組組長李濤來說,他和隊員們的任務是第一時間準確快速建立通信系統,確保航天員搜救工作決策指揮順利進行。盡管氣溫已是零下20攝氏度左右,隊員在架設衛星通信時無法戴手套操作,整個過程要在10分鐘內完成。
為了防止通信設備在嚴寒條件下出現功能異常、卡頓、耗電快等現象,隊員們給設備貼上了“暖寶寶”。“我們在便攜站外側裹上一層毛氈,還在線纜上纏上了一些反光標識,避免出現人為損壞現象。”神舟十四號搜救回收任務通信操作手賀凱勉說。
這是中國載人航天工程首次在冬夜嚴寒天氣搜救航天員。酒泉衛星發射中心正高級工程師、載人航天工程著陸場系統副總設計師卞韓城告訴記者,極寒天氣和暗夜環境給這次任務帶來很大挑戰,對執行搜救回收任務人員的資質、經驗和裝備保障都提出了更高要求。
“航天員搜救以直升機分隊為主。白天執行搜救任務,機上搜救隊員很容易發現目標;夜間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。”卞韓城說,夜間搜索發現目標難、到達著陸現場難,而救援現場保障要求高、搜救行動風險防控要求高,可能出現的異常情況也更多,是對著陸場搜救能力的一次考驗。
“一是晚上黑,二是天氣冷,三是直升機著陸時吹起的揚沙特別大,再加上著陸燈,飛行員整個視線被遮擋,給著陸造成極大困難。我們前期對任務區域的地形、氣象、裝備,對飛行員的技術以及身體心理等方面都進行了強化訓練。”神舟十四號返回艙搜救回收空中分隊指揮員陳實說,為適應此次夜間搜索特點,所有飛機都加裝了大功率的探照燈,并對相關裝備采取了保暖措施。
“北斗”也在“暗中助力”。基于我國北斗導航系統在著陸場的應用,天基、空基、地基彈道測量數據被送往搜救直升機,建設了天空地一體化搜索引導體系,還研制了國內首款共口徑、長焦距、柱型直升機光電吊艙,調配具有微光、紅外功能的小微型光學設備在地面布陣,提升夜間搜索發現返回艙的能力。
據了解,為避免極寒條件導致設備異常,東風著陸場對所有野外工作設備進行了抗低溫防護,為車輛加裝了低溫啟動裝置,給通信設備配足了備用電池,著陸現場臨時搭建場所均按8小時供暖配齊電力保障設施。
優化醫監醫保工作流程,幫助航天員進行重力再適應
針對低溫暗夜環境,航天員出艙程序和保障裝備事先升級到位。“我們新研制了航天員保暖裝置,增加輔助照明措施,優化醫監醫保工作流程,減少航天員艙外暴露時間,及時進入載體,開展醫監醫保相關工作。”中國航天員科研訓練中心航天員醫監醫保室主任徐沖介紹。
闊別地球半年,重返需要適應,尤其是重力再適應。打開返回艙艙門后,醫監醫保人員第一時間開展醫學詢問,并對航天員進行身體狀態檢查。
“在返回艙內,我們醫監醫保人員協助航天員調整體位,給予口服補液。此外,艙旁有專用的航天員抬送座椅,為航天員調節比較合適的體位,幫助航天員快速進行重力再適應。”徐沖說。
醫監醫保車是航天員返回地球后第一個臨時的“家”。在車上,航天員接受初步的醫學檢查、評估和恢復,并吃上返回地球后的“接風餐”。為了提升航天員在車內的舒適度,此次任務對車輛進行了改裝。
“針對夜間返回、低溫環境,我們加裝了燃油暖風機調節車廂溫度,20分鐘內可將艙內溫度升高至20攝氏度以上,還為航天員準備了保溫毯、保溫被和‘暖寶寶’等。”酒泉衛星發射中心醫院航天員醫療救護隊隊長吳冬惠說。
改進航天員專用座椅,突出舒適性和重力再適應特殊需求;醫監醫保載體溫暖明亮,體檢、監測、護理、照料等功能模塊配置齊全……據徐沖介紹,此次任務充分吸納前期醫監醫保任務保障經驗,突出個體化醫學保障和生活護理照料。
據悉,三名航天員返回后還要進行為期半年的恢復訓練,經過細致的觀察評估后,轉入正常訓練。
開啟長期有人駐留模式,中國空間站值得期待
從空間站撤離前,神舟十四號航天員乘組在地面科技人員的配合下,完成了與神舟十五號乘組在軌輪換、空間站組合體狀態設置、實驗數據整理下傳、留軌物資清理轉運等撤離前各項工作,與神舟十五號航天員揮手告別。這也意味著,太空“三居室”告別乘組輪換的“空置期”,中國空間站開啟了長期有人駐留模式。
11月30日,神舟十五號載人飛船成功對接空間站組合體,首次實現6名航天員同時在軌飛行。隨后,他們站在“太空家園”的鏡頭前,豎起大拇指,留下了一張彌足珍貴的團圓照,就此定格了兩個航天員乘組首次“太空會師”的難忘一刻。
過去6個月,“最忙乘組”與地面配合完成了空間站“T”字基本構型組裝建造,經歷了9種組合體構型、5次交會對接、2次分離撤離和2次轉位任務,見證了中國載人航天的諸多歷史時刻:首次實現兩個20噸級的航天器在軌交會對接;首次實現空間站艙段轉位;航天員乘組首次進入問天、夢天實驗艙,開啟中國人太空“三居室”時代;首次實現貨運飛船2小時自主快速交會對接,創造了世界紀錄……這些“首次”的背后,是我國載人航天的重要技術突破,是全國數千家單位、幾十萬科研人員在新型舉國體制的制度優勢下大力協同、集智攻關的智慧結晶。
建造空間站、建成國家太空實驗室,是實現我國載人航天工程“三步走”戰略的重要目標,是建設科技強國、航天強國的重要引領性工程。
“從2021年4月天和核心艙發射至今,中國載人航天在19個月內,密集實施11次發射、2次飛船返回、7次航天員出艙,4個飛行乘組12名航天員接續在軌工作,如期完成空間站‘T’字基本構型組裝建造,展現了中國載人航天30年發展的厚重沉淀與強大實力,跑出了新時代中國航天發展的加速度。”中國載人航天工程新聞發言人、中國載人航天工程辦公室主任助理季啟明說。
談及神舟十四號返回任務特點時,卞韓城特別提到:“我國已與十多個國家和地區簽署在中國空間站開展空間實驗項目的協議,空間應用系統首次參加東風著陸場搜索回收任務,開啟了東風著陸場回收國內外客戶空間應用載荷的新常態。”
探索未知宇宙,發展航天技術,是人類的共同事業。在中國空間站研制建設過程中,我們始終堅持和平利用、平等互利、共同發展的原則,與多個航天機構和國際組織開展了形式多樣的交流與合作。目前,與聯合國外空司、歐洲空間局共同遴選的多個空間科學應用項目正在按計劃實施,相關載荷將于明年開始陸續進入中國空間站開展實驗。
中國航天的征途是星辰大海,而國際合作是航天發展的趨勢潮流。到2030年,國際空間站面臨退役,屆時“天宮”將可能成為人類在外太空唯一的空間站。
“目前,已有多個國家提出了選派航天員參與中國空間站飛行任務的需求。我們與相關方面也正在開展對接協調,同時,也在積極進行培訓國外航天員的相關準備工作。”季啟明說。
星空浩瀚,地球蔚藍,從遨游太空數天到數月再到入駐空間站半年,從神舟飛船到天宮實驗室再到“T”字基本構型的中國空間站,中國航天一張藍圖繪到底,一棒接著一棒跑,直至此刻——“天宮”正以每90分鐘繞地球一圈的速度運行著,勾勒著中國載人航天飛天逐夢的圓滿軌跡。
出征、凱旋,中國空間站值得期待!