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神舟十一号回家的背后故事

2016-02-09

新传奇 2016年48期
关键词:返回舱神舟航天器

神舟十一号回家的背后故事

在中国自主研制的新一代系统的支撑下,神舟十一号一旦失控,航天员只需要操作几个按钮就可以保持正常姿态平安回家。而自主研制的γ高度控制装置,为返回舱落地前“稳、准、好”的刹车提供了有力保障。

北京时间11月18日13时59分,神舟十一号飞船返回舱在内蒙古中部成功着陆。图为航天员景海鹏向大家敬礼

11月18日13时59分,神舟十一号飞船返回舱在内蒙古中部预定区域成功着陆,执行飞行任务的航天员景海鹏、陈冬身体状态良好,天宫二号与神舟十一号载人飞行任务取得圆满成功。在神舟十一号顺利回家的背后,有哪些看不见的力量在默默支撑?

一项始于1958年的探索

中国航天科技集团五院508所自1958年起,一直进行航天器回收着陆技术的研究,承担我国各类航天器的回收着陆重任,是保障神舟十一号顺利回家的重要力量。

1999年11月20日,神舟一号无人试验飞船发射,次日成功降落在着陆场。神舟五号于2003年10月15日发射升空,次日返回舱载着我国首位航天员杨利伟安全着陆,圆了中华民族的飞天梦想。2013年6月,神舟十号飞船返回舱载着3名航天员成功着陆,为我国载人天地往返运输系统首次应用性飞行画上了圆满句号。2016年6月26日,多用途飞船返回舱安全着陆,实现了我国载人航天工程空间实验室阶段首次飞行任务。

2014年,嫦娥五号飞行试验器在完成近80万公里的绕月旅行后,以接近第二宇宙速度进入大气层,并采用半弹道跳跃的方式再入返回地球家园。这是我国首次航天器深空飞行后进行回收着陆,标志着航天器回收技术达到了能够满足深空探测返回的水平,是我国航天器回收技术发展的重要里程碑。目前,508所已经成功完成了大型群伞技术的验证和超音速稳定减速伞技术验证,为我国载人航天的创新发展提供了重要参考。

多项安返神器显神功

从距离地球393公里的深空返回,返回舱要经受长时间的低温考验,之后进入大气层,又因与大气的剧烈摩擦,表面温度会急剧上升,最高可以达到1500多摄氏度。为让航天员和舱内设施经受得起这“冰火两重天”的挑战,五院总体部为神舟十一号返回舱武装上了“多层防护衣”这一利器。防护衣的里层是厚厚的划分成网格状的防烧蚀材料,防护衣外表面喷涂了特殊设计的有机热控涂层,在大大提高外热流吸收能力的同时,还能有效降低红外辐射能力。此外,在防护衣内部,五院技术人员还通过增加舱壁加热回路、优化风机管道布局、增加设备单独隔热层等措施,增添了新保险。通过多重保护,科研人员确保了返回舱温度始终维持在30摄氏度以内这一适宜的温度。

同时,五院西安分院研制的仪表控制器应用软件显著提升了飞船自主运行的能力,确保飞船可以在地面指挥系统无法提供支撑的紧急关头,自主进行应急返回,并通过神经网络计算落点的控制参数,辅助航天员确定落点的优选方案。

在五院502所自主研制的新一代系统芯片和实时星载计算机操作系统支撑下,神舟十一号返回的制导与控制性能将更为优异:在落地精度上有了大幅提高,优化的轨道方案将减轻失重下高负荷对航天员的压力;并使得飞船具备了“半自动控制模式”这一独特本领,在航天器姿态失控时,航天员只需要操作几个按钮就可以建立正常姿态,为安全回家再上一道保险。

降落伞和缓冲发动机是保障航天员安全返回的重要防护网。γ光子测距技术是决定缓冲发动机“精准刹车”的关键,508所研制出具有自主知识产权的γ高度控制装置,为神舟十一号返回舱落地前“稳、准、好”的刹车提供了有力保障。

把“3个篮球场”装进“冰箱”

神舟十一号飞船降落伞装置保证返回舱的稳降姿态。其中,主伞面积约1200平方米,全部展开后可以覆盖3个篮球场。主伞虽然块头大,收拢后装进伞包内的体积还不到200升,可以塞进普通的家用冰箱。然而,这种“塞”需要一项高技术含量的工作——包伞。

五院508所相关技术人员介绍,整个包伞流程有几十道工序,其中最关键的就是梳理伞绳、装填伞衣、封包等环节。首先,伞绳采用特殊材料制成,表面光滑,本身就不容易打结。其次,工作人员会用一种叫梳绳夹的工具,将伞绳按照编号顺序依次排列进梳绳夹内。工作人员手持每12根一组的梳绳夹,从头理到尾。梳理之后的伞绳就可以整齐有序地排列在伞包内。

当然,除了靠人的双手,还需要来自压力包伞机重达15吨的压力,将伞衣、伞绳和连接吊带等部件压进伞包内。

整个封包过程持续十几分钟,强度不亚于在健身房锻炼两个小时。

从200升的伞包到空中1200平方米的巨型降落伞,其展开过程也就几十秒。但这短短几十秒背后,却是包伞人员数天的包装、加工人员数月的缝制、设计人员数年的计算与试验。

(《经济日报》2016.11.22)

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