护航太空英雄快速回家

文/胡蓝月

秋去春归。4月16日凌晨，神舟十三号载人飞船对接机构解锁，3名中国航天员踏上了回家的路。上午10时许，飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，航天员翟志刚、王亚平、叶光富平安返回，感觉良好！

神舟十三号飞船乘组在太空工作生活了6个月，创下中国航天员连续在轨飞行时长的新纪录。在航天飞控团队看来，3名航天员更像是在“天上”办公的同事。出发前，航天员们经常到一路之隔的航天科技集团五院参观载人飞船，熟悉舱内的真实环境；上天后，他们与地面飞控团队的联系更加紧密，天地协同在轨开展工作。

“出差”的第183天，神舟十三号飞船乘组在轨任务结束，正式返航，终点是北京航天城——航天员与飞控团队共同的“家”。

▲ 神舟十三号航天员出舱

回家踏上“高速路”

关上最后一道舱门，航天员们告别生活了半年的太空家园。

0点44分，载人飞船对接机构解锁，伴随着北京飞控中心的指令，1米，19米，200米……神舟十三号载人飞船如一叶小舟缓缓驶离“太空港”。在过去的6个月里，它曾与空间站核心舱连为一体，遨游太空，如今载着3名航天员踏上了回家的路。

本次返回，神舟十三号载人飞船应用了快速返回模式，在不改变软件硬件的条件下优化流程，飞行控制节奏更加紧凑。与神舟十二号载人飞船相比，神舟十三号载人飞船绕地球飞行的距离由18圈缩短至5圈，返程飞行时长减少近20个小时，让航天员踏上回家的“高速路”。

载人飞船与空间站组合体分离后，与空间站保持安全距离，继续飞行。此时地面飞控团队气氛紧张，技术人员正测量计算各项数据，对飞船轨道进行测定和维持。3名航天员把生命安全托付给了他们，全体飞控成员必须确保飞船按计划安全精准降落。

由于神舟十二号载人飞船需要开展技术验证，采用了“7圈技术验证+11圈返回”的方案。神舟十三号飞船返回减少了绕飞及径向交会试验环节，神舟十二号、神舟十三号两艘载人飞船的返回过程相同，且地面团队提前开展了1:1联合演练，在确保安全的前提下，飞控各环节衔接更加紧凑，航天员返回路程由11圈缩减至5圈，返回时长控制在7个小时左右。

“一些测定轨工作在组合体分离前完成，分离后的测定轨次数也有所减少，原本串行的工作改为并行，提高整体效率。”航天科技集团有限公司五院502所神舟飞船GNC系统副主任设计师董文强介绍称，GNC系统是制导、导航与控制系统，负责飞船飞行全过程的姿态和轨道控制，在经验和技术的支撑下，各系统相互配合，实现飞船的快速返回。

数据上传，指令下达，三舱构型的载人飞船首先分离轨道舱。返回舱与推进舱“轻装上阵”，组合体经过制动减速，进入返回地球的轨道，开始自由滑行。

▲ 神舟十三号飞船与空间站核心舱分离

▲ 神舟十三号飞船舱段分离

在距离地面约140千米的地方，推进舱分离后烧毁，返回舱在地心引力作用下一头扎进大气层，投向地球的“怀抱”。此时舱外温度可达几千摄氏度，航天员承受着最大约3g的过载，返回舱发动机调整姿态，进行升力控制。

穿越黑障区，返回舱继续降落。随后引导伞、减速伞、主降落伞依次打开，仿佛绽放的礼花，迎接英雄凯旋。在距离地面约1米的地方，返回舱底部点火反推缓冲，神舟十三号载人飞船在东风着陆场成功着陆。

“原来的返回方式也符合要求，但是技术进步没有止境。”五院载人飞船系统副总设计师邵立民说，争取让航天员在返回舱内的时间短一些，回家的速度快一些。

“长城”请回答

“长城明白。”北京飞控大厅响起回答，这句话代表着五院飞控团队的坚实支持。长城岗由7～8人的队伍组成，从去年10月16日长征二号F运载火箭发射，到今年4月16日上午神舟十三号飞船平安返回，长城岗始终陪伴在航天员左右。

“每逢重大事件，我们都会和航天员通话。”曾担任神十二飞船任务长城岗的俞进透露。

出发前，航天员每年有几次进舱体验，熟悉神舟载人飞船的舱内真实环境。上天后，航天员与地面飞控的联系更加密切，每逢出舱、太空授课等重要事件，3名航天员都会提前与地面飞控团队通电话，详细沟通机器使用情况和操作细节。

“航天员很关注载人飞船的情况，有时会提前到舱内检查。”五院载人飞船系统总体主管设计师俞进说。在组合体飞行的183天里，神舟十三号载人飞船多数时候处于“休眠”状态，舱内大部分设备关机，航天员每周到载人飞船内巡视一圈，检查阳光照射不到的地方是否因低温结露，采集舱内样本，检测微生物情况。

长城岗是桥梁，连接着航天工程技术与载人航天大系统、在轨航天器与地面技术支持团队。长城岗一方面负责飞船的日常状态监测，另一方面在返回任务中协调各系统，判发指令，申请计划调整，并在出现故障时及时通报、拿出预案、紧急处置。俞进总结：“可以简要概括为上传下达、故障预案处置。”

▲ 降落过程中的返回舱排放多余燃料

▲ 飞船返回舱在降落伞下平稳降落

肩负使命，长城岗随时准备着。他们不定期开展应急演练，假定当航天员遇到紧急情况，接到预警后，各岗位应急联系人第一时间到位，负责人以最快速度到达一线，并预演紧急撤离方案。

载人航天工程发射任务密集，神舟载人飞船滚动待命。长城岗的成员大多身兼数职，既要保障天上的飞船平稳运行，又要推动地面的飞船按期生产交付。在轨驻留6个月，既是对中国航天员身心素质的高难度考验，也是地面飞控团队必须打赢的持久战。

为此，五院采用“分布式飞控”，把日常监测和关键弧段工作区分开：在日常运行阶段，使用智能诊断系统“解放”人力；在出舱、巡检等关键弧段，集中队伍，全力提供保障。

五院研发的智能诊断系统能实时监测载人飞船上千个重要参数，结合队伍的经验优势，通过计算机判读的方式，提供预警服务，系统还将应用于五院其他型号航天器的在轨管理。

▲ 返回途中的飞船内，航天员仍在学习

▲ 飞船返回舱平稳直立着陆

“保证工作质量不下降，尽量压缩优化人力资源成本。”邵立民对此总结。

“始终绷着一根弦”

去年12月初，中国常驻联合国的代表团曾提交了普通照会。美国卫星先后2次接近中国空间站，出于安全考虑，中国空间站实施“紧急避碰”。

事发当日，502所神舟飞船GNC系统副主任设计师董文强正在北京飞控中心，值班结束，正准备离开，突然接到通知：实施紧急避碰！这件事让他记忆犹新：“心里始终绷着一根弦。”

近年来，世界范围内航天发射活动逐年递增，星座建设使得太空轨道越发“拥挤”，退役卫星、太空垃圾像“不定时炸弹”，随时可能威胁中国空间站和航天员的安全。

“天上的航天器、碎片太多了，有些会发公布，有些会不定期地冒出来。”俞进介绍，地面技术人员为应对此类问题，制定了多套预案，收到预警后，及时避让，为天宫空间站保驾护航。

“神舟十三号飞船一项关键技术验证就是6个月的在轨停靠。”邵立民介绍，神舟飞船的关键技术全部在地面验证过，但无法完全模拟在轨环境，6个月的时长会带来更多不可控因素，飞行时间越长，发生故障的概率越大。

从另一个维度考虑，相比于半年内2批航天员2次往返天地执行任务，1组航天员停靠空间站6个月再返回的风险更小。而且，经过反复验证、刻苦训练，中国的航天器、航天员完全能经受住为期半年的考验。邵立民说：“神舟十三号飞船6个月任务的地面监视数据符合预期，经历过后，我们更自信了。”

安全性一直是神舟飞船的首要目标。五院载人飞船系统应急救生主管设计师张治国认为，飞船的安全性和可靠性经过周密设计，技术状态千锤百炼、一脉相承。他说：“各类预案提供了充足保障，从神舟一号飞船到现在，载人飞船的应急救生系统从来没有启用过，但大家依然严慎细实地开展工作。”

“在岗位中学习，在工作中用心琢磨。”俞进说，她从神舟一号开始参与载人航天工程，是队伍里的“老人”，同样担任过长城岗的五院载人飞船系统总体主管设计师程伟也有近10年的工作经验。以航天重大工程任务为牵引，队伍里一批年轻人在前辈带领下迅速成长起来，传承载人航天精神，成为航天事业的后备力量。

据介绍，神舟载人飞船采用小批产模式，结合纵向的历史发射数据积累和横向的同批产品对比，确保每艘飞船产品状态的可靠性和安全性。目前神舟十四号飞船已经在酒泉卫星中心蓄势待发，神舟十五号飞船作为应急船将择机启程，新批次的神舟十六号飞船进行了部分技术改进，研制交付工作正在稳步推进。