中青報·中青網記者 邱晨輝 來源:中國青年報

闊別地球半年之久,3名航天員終於回家了。4月16日,神舟十三號飛行乘組安全返回地面,這是神舟載人飛船首次採用快速返回方案。

“與神舟十二號返回過程相比,神舟十三號採用5圈快速返回方案,縮短了航天員在神舟飛船返回艙內的等待時間,讓航天員返回時長從之前的約一天時間縮短到8小時左右。”中國航天科技集團五院載人飛船系統項目技術副經理邵立民說。

神舟十三號載人飛船是航天員實現天地往返的生命之舟,由中國航天科技集團五院抓總研製。這是中國空間站關鍵技術驗證階段發射的第二艘載人飛船,也是我國迄今駐留太空時間最久的神舟飛船。

“神舟十三號載人飛船返回地面可以說是過程複雜、驚心動魄,要經過軌返分離、推返分離、再入、過黑障區、開降落傘等關鍵飛行事件及環節,還要經過嚴酷的空間環境和軌道條件考驗。”邵立民說。

他告訴記者,在科技人員的精心設計下,神舟十三號載人飛船把握住了“三個度”即速度、溫度和精度,確保穩穩落地、安全“回家”。

第一度是“速度”控制恰到好處。

神舟飛船在軌道上運行的速度接近第一宇宙速度,在如此快的速度下,要確保航天員的安全,就必須對返回地面後的最終着陸速度進行控制。

邵立民說,爲實現這一目標,科技人員在飛船研製階段開展大量試驗驗證和數據判讀,保證飛船在着陸過程中逐步降低速度。

具體來看,返回前,由推進艙軌控發動機實施制動,降低軌道能量和軌道高度,確保飛船再入大氣層;返回艙具有特定氣動外形,進入大氣層後,依靠空氣動力產生的阻力和升力減速;返回艙運動至地面附近時打開降落傘,進一步降低速度;快着陸的瞬間開啓返回艙底部的着陸反推發動機,最終將落地速度降低到一定範圍內。

第二度是“溫度”控制火候適中。

邵立民說,返回艙進入大氣層後,將與空氣發生劇烈摩擦,艙體表面局部溫度可達上千攝氏度。爲了確保艙內溫度依然舒適,飛船控溫的主要手段就是依靠防熱結構對艙內進行保護。

他告訴記者,科技人員在艙體表面設計了防熱塗層,敷設有一層燒蝕材料。當達到一定溫度時,燒蝕材料昇華脫落,帶走大量熱量。此外,返回前會實施“熱控預冷”,提前將返回艙溫度降低少許,使飛船再入大氣層前艙內溫度有一個較低基準。

第三度是“精度”控制穩操勝券。

“神舟飛船返回猶如萬里中十環,對於着陸精度的要求極高,要使返回艙着陸在指定區域,就必須對飛船着陸點的精度進行控制。”邵立民說,科技人員爲神舟十三號飛船配備了一套“着陸輕功”。

首先是返回軌道維持,調整飛船的軌道平面,使飛船星下點軌跡經過返回瞄準點;隨後返回制動,通過制動的速度增量和發動機開機時刻,確保再入角和返回航程,爲精準着陸提供保障;最後是返回艙升力控制,進入大氣層後,返回艙通過一系列姿態機動,巧妙利用空氣動力產生的升力,進行航向和橫向運動的控制,精準調整預定的着落點,最終平安返回。

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