◎ 科技日?qǐng)?bào)記者 付毅飛

回收著陸是載人飛船飛行任務(wù)的最后階段，也決定著飛行任務(wù)的最終成敗。為了護(hù)佑航天員安全回家，中國(guó)航天科技集團(tuán)公司五院為神舟十二號(hào)飛船研制了高可靠性和安全性的回收著陸系統(tǒng)，確保飛船返回艙走穩(wěn)歸航的最后一段路。

據(jù)了解，回收著陸系統(tǒng)由多個(gè)子系統(tǒng)組成，包括結(jié)構(gòu)、降落傘、著陸緩沖、程序控制、火工品、標(biāo)位等多種類(lèi)型產(chǎn)品，集成了光、機(jī)、電、熱、高能粒子、柔性特紡材料等多類(lèi)先進(jìn)技術(shù)。整個(gè)回收工作過(guò)程包括了10余項(xiàng)過(guò)程控制，各程序動(dòng)作連貫，環(huán)環(huán)相扣，就像一場(chǎng)高水平的特技表演，每個(gè)環(huán)節(jié)都不能出錯(cuò)。

神舟十二號(hào)載人飛船撤離模擬圖。圖片來(lái)源：中國(guó)航天科技集團(tuán)五院

精測(cè)高度：開(kāi)啟回家“大幕”

神舟十二號(hào)飛船在軌飛行過(guò)程中，回收著陸系統(tǒng)只是在返回艙內(nèi)靜靜守候，直到飛船返回艙穿過(guò)大氣層后自由下落至距地10公里高度時(shí)，由靜壓高度控制器判斷高度，并發(fā)出回收系統(tǒng)啟動(dòng)信號(hào)，回收著陸系統(tǒng)才開(kāi)始工作。

靜壓高度控制器只是程序控制子系統(tǒng)的設(shè)備之一，整個(gè)程序控制的“幕后成員”還包括回收配電器、火工控制器、程序控制器、行程開(kāi)關(guān)等，它們分工明確，各司其職，就像人類(lèi)大腦的不同區(qū)域，通過(guò)發(fā)出程序控制指令信號(hào)，控制著“臺(tái)前”各執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成規(guī)定的彈傘艙蓋拉引導(dǎo)傘、拉減速傘、減速傘分離拉主傘、主傘解除收口、拋防熱大底、轉(zhuǎn)垂掛等一系列不可逆的動(dòng)作。

逐級(jí)開(kāi)傘：從高鐵速度降到跑步速度

1200平方米的降落傘在飛船返回艙降落時(shí)不能一下子全部打開(kāi)，否則傘會(huì)被空氣崩破。五院設(shè)計(jì)師們?yōu)轱w船量身定制了一套三級(jí)開(kāi)傘程序，先打開(kāi)兩個(gè)串聯(lián)的引導(dǎo)傘，再由引導(dǎo)傘拉出一頂減速傘。減速傘工作一段時(shí)間后與返回艙分離，同時(shí)拉出1200平方米的主傘。這一系列動(dòng)作成功將飛船返回艙從高鐵的速度降到普通人跑步的速度。

為防止減速傘和主傘張開(kāi)瞬間承受的力太大，減速傘和主傘均采用了收口技術(shù)，也就是說(shuō)，放慢傘繩從收攏到散開(kāi)的過(guò)程，讓1200平米的大傘分階段張開(kāi)，保證整個(gè)開(kāi)傘過(guò)程的過(guò)載處于航天員體感可承受的范圍。航天員也正因?yàn)楦惺艿竭@一連貫動(dòng)作的晃動(dòng)，才能確認(rèn)回收系統(tǒng)工作正常。

火箭反推：讓返回艙軟著陸

防熱大底是飛船進(jìn)入大氣層后的“鎧甲”，等主傘完全打開(kāi)后一會(huì)，飛船返回艙就會(huì)拋掉這身“鎧甲”，伽瑪高度控制裝置開(kāi)始工作，通過(guò)發(fā)射γ射線(xiàn)，實(shí)時(shí)測(cè)量距地高度。

當(dāng)飛船返回艙降至距離地面1米高度時(shí)，返回艙底部的γ表發(fā)出信號(hào)，“指揮”飛船返回艙上的4臺(tái)反推發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，給返回艙一個(gè)向上抬的力，使返回艙的落地速度進(jìn)一步減小，確保航天員著陸安全。

央視新聞直播截圖

故障預(yù)案：考慮一切可能發(fā)生的緊急情況

由于飛船返回艙在返回過(guò)程中處于高速運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，一旦中途出現(xiàn)故障，外界無(wú)法采取營(yíng)救措施，也不可能將程序暫?；蚧謴?fù)到原位重新開(kāi)始。因此，回收著陸系統(tǒng)的工作過(guò)程只能是由一系列不可逆按時(shí)序執(zhí)行的動(dòng)作組成。

為保證航天員的生命安全，提高回收著陸系統(tǒng)工作的可靠性和安全性，五院設(shè)計(jì)師們想到了一切可能發(fā)生的緊急情況，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、三組高度開(kāi)關(guān)等多種備份措施，以全面保證返回艙在火箭發(fā)射段、上升段、正常返回和應(yīng)急返回段的安全。

央視新聞直播截圖

落點(diǎn)標(biāo)位：助力搜救快速定位

神舟飛船返回艙安全著陸后，為保證地面搜救系統(tǒng)及時(shí)搜索到返回地面的返回艙，除布設(shè)一定數(shù)量的雷達(dá)，跟蹤測(cè)量返回艙軌道并預(yù)報(bào)落點(diǎn)位置外，五院設(shè)計(jì)人員還為返回艙上安裝了自主標(biāo)位設(shè)備，告訴搜救人員“我在這里”。

標(biāo)位設(shè)備以發(fā)送目標(biāo)救援組織規(guī)定頻率和格式的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備為主，猶如大海中明亮的燈塔指引著方向。返回艙落地后，國(guó)際救援示位標(biāo)會(huì)發(fā)射無(wú)線(xiàn)電信標(biāo)信號(hào)，這種信標(biāo)信號(hào)符合國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)，能夠被岸站遍布世界各地的全球海事衛(wèi)星搜救系統(tǒng)所識(shí)別，從而確保搜救人員能夠快速找到返回艙。為方便夜間尋找返回艙，飛船返回艙的“肩部”位置還裝有閃光燈，直升機(jī)據(jù)此能在夜間發(fā)現(xiàn)返回艙。一旦發(fā)生意外，返回艙落在茫茫大海里，返回艙底部裝的海水染色劑會(huì)緩慢釋放，將附近水面染成亮綠色，持續(xù)時(shí)間可達(dá)4小時(shí)，為飛機(jī)和救撈船提供引導(dǎo)。