圖①為新華社記者任軍川攝

圖②為新華社記者琚振華攝

圖③為新華社記者任軍川攝

圖④：航天員聶海勝（中）、劉伯明（右）、湯洪波安全順利出艙。

新華社記者 琚振華攝

9月17日13時(shí)34分，一朵紅白相間的巨型降落傘帶著神舟十二號(hào)飛船返回艙，安全降落在東風(fēng)著陸場(chǎng)。聶海勝、劉伯明、湯洪波3名航天員平安回家。我國(guó)空間站建造階段首次載人飛行任務(wù)取得圓滿(mǎn)成功。

從6月17日算起，神舟十二號(hào)航天員乘組已經(jīng)在太空在軌駐留3個(gè)月。從我國(guó)空間站返回東風(fēng)著陸場(chǎng)需要幾步？為了護(hù)佑航天員安全歸來(lái)，都做了哪些準(zhǔn)備？

航天員從空間站到達(dá)著陸場(chǎng)需要幾步？

神舟十二號(hào)載人飛船是航天員實(shí)現(xiàn)天地往返的生命之舟，由軌道艙、返回艙、推進(jìn)艙三艙構(gòu)成，歷經(jīng)3個(gè)階段從距離地面約400公里的太空穿越大氣，浴火凱旋。

首先是制動(dòng)飛行和自由滑行階段。

當(dāng)3名航天員關(guān)好空間站核心艙艙門(mén)，進(jìn)入神舟十二號(hào)載人飛船后，飛船開(kāi)始與空間站天和核心艙分離，從核心艙前向?qū)�接口繞飛至后向?qū)�接口，再繞飛至徑向?qū)�接口�?/p>

專(zhuān)家解釋?zhuān)�這個(gè)動(dòng)作是一種“熱身”。飛船通過(guò)自動(dòng)測(cè)量與空間站的相對(duì)位置、相對(duì)姿態(tài)和角度，進(jìn)行自主判斷和飛行，這將為神舟十三號(hào)的徑向交會(huì)對(duì)接進(jìn)行在軌技術(shù)驗(yàn)證。

接下來(lái)，開(kāi)始返回飛行。軌道艙首先與返回艙、推進(jìn)艙分離，返回艙、推進(jìn)艙兩艙組合體通過(guò)制動(dòng)減速降低飛行速度，逐漸被地球引力牽引脫離原有飛行軌道，進(jìn)入自由滑行階段。之后，推進(jìn)艙和返回艙分離，返回艙以精確計(jì)算的再入角度進(jìn)入地球大氣，推進(jìn)艙在穿越大氣層時(shí)燒毀。

其次是再入大氣層階段。

返回艙進(jìn)入大氣層，得先找好角度。“返回艙必須以固定的再入角進(jìn)入大氣，再入角太大會(huì)導(dǎo)致返回艙外部溫度過(guò)高，再入角太小又會(huì)直接飛出大氣層�！鄙裰凼�二號(hào)載人飛船總體飛控負(fù)責(zé)人楊海峰介紹，團(tuán)隊(duì)為此精心設(shè)計(jì)了返回軌道方案，加入了預(yù)測(cè)校正制導(dǎo)方法幫助返回艙，使其在再入過(guò)程中根據(jù)實(shí)時(shí)位置、氣動(dòng)參數(shù)、瞄準(zhǔn)點(diǎn)偏差等來(lái)自主計(jì)算并維持再入軌跡，以適應(yīng)落點(diǎn)的變化以及軌道變化范圍大的特點(diǎn)。

從外形上看，返回艙還像一個(gè)上窄下寬的“大鐘”，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)姿態(tài)調(diào)整，以大底朝前的姿態(tài)通過(guò)升力式返回的方式返回地球。不僅返回艙要采用舒適的返回姿勢(shì)，航天員也要以幾乎與大底平行的角度在座椅中“平躺”，選擇這種姿勢(shì)返回，能更好緩解飛船減速過(guò)程中形成的沖擊。

這一階段最令人擔(dān)心的莫過(guò)于“黑障區(qū)”，當(dāng)返回艙進(jìn)入大氣層時(shí)，會(huì)以數(shù)千米每秒的速度與大氣層發(fā)生劇烈摩擦，燃起2000多攝氏度高溫的火焰。返回艙表層的防熱材料能夠阻隔高溫進(jìn)入艙內(nèi)，保證艙內(nèi)空氣溫度維持在20攝氏度左右。

但是降落過(guò)程中，氣體和返回艙表面被燒蝕的防熱材料發(fā)生電離，形成包裹住返回艙的等離子區(qū)，使返回艙與外界的無(wú)線(xiàn)電通信極大衰減，造成地面與飛船之間的無(wú)線(xiàn)電通信中斷，這段時(shí)間就被稱(chēng)為“黑障區(qū)”。其間，地面無(wú)法通過(guò)任何遙控方式對(duì)飛船進(jìn)行控制，依靠飛行器對(duì)狀態(tài)進(jìn)行全自動(dòng)處理。

最后是著陸階段。

當(dāng)距離地面40公里左右的高度時(shí)，飛船已經(jīng)基本脫離“黑障區(qū)”，當(dāng)它繼續(xù)減速直到距離地面10公里左右時(shí)，返回艙上的靜壓高度控制器通過(guò)測(cè)量大氣壓力來(lái)判斷所處高度，并先后打開(kāi)引導(dǎo)傘、減速傘和主傘，以此保證返回艙以較為柔和的方式實(shí)現(xiàn)多次減速。

而當(dāng)飛船即將著陸的瞬間，安裝在返回艙底部的反推發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行反向點(diǎn)火，保證返回艙在最后減速至2米每秒以下。同時(shí)，具有緩沖功能的航天員座椅在著陸前開(kāi)始自動(dòng)提升，從而使沖擊的能量被緩沖吸收。

中國(guó)航天科技集團(tuán)五院的設(shè)計(jì)師們還為回收著陸系統(tǒng)設(shè)置了9種故障模式，涉及正常返回、中空救生、低空救生3種基本返回工作程序，采取了備份降落傘裝置、時(shí)間控制器、3組高度開(kāi)關(guān)等多種備份措施。

如何在東風(fēng)著陸場(chǎng)第一時(shí)間找到航天員？

此次，神舟十二號(hào)載人飛船選擇了位于巴丹吉林沙漠的東風(fēng)著陸場(chǎng)降落，且不設(shè)立備份著陸場(chǎng)。更加復(fù)雜的地形地貌、首次執(zhí)行航天員搜救任務(wù)、時(shí)間緊難點(diǎn)多……

著陸場(chǎng)區(qū)指揮部把幾萬(wàn)平方公里的搜索區(qū)域劃分為若干網(wǎng)格，形成網(wǎng)格化搜索救援力量，并預(yù)設(shè)了六大類(lèi)32項(xiàng)極端情況，準(zhǔn)備了7種搜救戰(zhàn)法，構(gòu)建了200多種應(yīng)急預(yù)案。

可靠謹(jǐn)慎的搜救方案——

據(jù)載人航天工程著陸場(chǎng)系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師卞韓城介紹，著陸場(chǎng)系統(tǒng)組建了1支直升機(jī)搜救分隊(duì)、1支搭載傘降隊(duì)員的固定翼飛機(jī)搜救分隊(duì)、1支地面搜救分隊(duì)（分成3個(gè)小組），著陸區(qū)以外周邊3旗3縣1市地方政府準(zhǔn)備了近20支搜救預(yù)備隊(duì)。

著陸場(chǎng)系統(tǒng)圍繞“天上怎么飛、地面怎么控、我們?cè)趺此选遍_(kāi)展搜救方案設(shè)計(jì)，提出了“跟蹤測(cè)量立體連續(xù)、落點(diǎn)預(yù)報(bào)快速準(zhǔn)確、搜索救援艙落人到”的任務(wù)目標(biāo)。

具體來(lái)看，動(dòng)用多套統(tǒng)一測(cè)控、雷達(dá)、光學(xué)等設(shè)備，構(gòu)建了近3000公里長(zhǎng)的再入走廊跟蹤測(cè)量鏈；依托直升機(jī)、固定翼飛機(jī)、全地形車(chē)等，吸收搜救、醫(yī)學(xué)、航天器研制專(zhuān)家組建專(zhuān)業(yè)搜救力量，構(gòu)建了專(zhuān)業(yè)力量為主，應(yīng)急力量支援的航天搜救力量體系；以通信衛(wèi)星、無(wú)線(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò)等為主要技術(shù)手段，構(gòu)建了搜救信息推送系統(tǒng)。

周密豐富的應(yīng)急預(yù)案——

著陸場(chǎng)圍繞可能應(yīng)對(duì)的多種返回模式，針對(duì)可能出現(xiàn)的異常情況，準(zhǔn)備了很多種解決方式和應(yīng)急預(yù)案。

比如，直升機(jī)上加裝大功率探照燈，具備夜間搜索的能力。同時(shí)，研制了能在沙漠、鹽堿地快速鋪設(shè)的臨時(shí)停機(jī)坪，為直升機(jī)降落創(chuàng)造條件。還組建了水域救援隊(duì)，具備水面、水下搜索和救援能力等。

精益求精的推演演練——

“要想實(shí)戰(zhàn)打得贏，訓(xùn)練誰(shuí)也跑不了！”這是酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心搜救分隊(duì)隊(duì)員在訓(xùn)練場(chǎng)上經(jīng)常能聽(tīng)到的一句話(huà)。直升機(jī)上，索降隊(duì)員從天而降；模擬陣地上，通信系統(tǒng)應(yīng)急排故緊張上演；多種地域訓(xùn)練場(chǎng)上，無(wú)人機(jī)在上空盤(pán)旋“獵取”目標(biāo)……搜救分隊(duì)駐訓(xùn)場(chǎng)上處處呈現(xiàn)著忙碌的訓(xùn)練場(chǎng)景。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，備戰(zhàn)神舟十二號(hào)飛船發(fā)射段應(yīng)急搜救任務(wù)期間，總共組織了9次動(dòng)用直升機(jī)的搜救訓(xùn)練。返回段任務(wù)準(zhǔn)備過(guò)程中，組織了2次直升機(jī)分隊(duì)空中通信聯(lián)調(diào)、2次空地協(xié)同搜救訓(xùn)練、4次全系統(tǒng)全流程綜合演練。

生命至上的安全保障——

“優(yōu)先營(yíng)救航天員、確保人員安全”是執(zhí)行載人飛船回收著陸的一項(xiàng)基本原則。為了保證航天員平穩(wěn)出艙，順利回家，各方也做了大量細(xì)致的準(zhǔn)備。

據(jù)載人航天工程航天員系統(tǒng)總體副主任設(shè)計(jì)師許文龍介紹，返回艙著陸后，醫(yī)監(jiān)醫(yī)保醫(yī)生將首先進(jìn)入艙內(nèi)，對(duì)航天員身體狀況做出判斷，協(xié)助他們出艙，謹(jǐn)防二次損傷，并全程陪護(hù)航天員返回北京航天城。除了專(zhuān)業(yè)救護(hù)團(tuán)隊(duì)，還建設(shè)了相關(guān)醫(yī)監(jiān)醫(yī)保醫(yī)療救護(hù)平臺(tái)，設(shè)計(jì)了艙內(nèi)、艙旁、載體內(nèi)醫(yī)監(jiān)醫(yī)保流程，演練了艙內(nèi)防航天員跌落方案，訓(xùn)練了艙外搬運(yùn)航天員動(dòng)作，準(zhǔn)備了大風(fēng)和沙塵環(huán)境救援保護(hù)措施等。

《人民日?qǐng)?bào)》（ 2021年09月19日 第 02 版）

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