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    巡天使者踏云歸

    2012-07-13 09:03:14
    太空探索 2012年8期
    關鍵詞:返回艙劉洋航天員

    □ 王 朋

    醫(yī)監(jiān)醫(yī)保問詢

    編者按:經(jīng)過12天15個小時的飛行后,6月29日10時03分,3名航天員乘坐的神舟九號返回艙平安降落在內(nèi)蒙古四子王旗。在他們長達13000千米的回家“路上”,守候著成千上萬的護衛(wèi)者。本文作者就是多次在飛船著陸場迎接航天員歸來的工程管理人員,請看他從回收現(xiàn)場發(fā)回的記實報道。

    天公作美

    我國主著陸場地處內(nèi)蒙古四子王旗北部,今年入夏以來,這里雨水充沛,草明顯比往年高。

    2012年6月下旬,連下幾天大雨,間有雷電天氣。大家紛紛擔心,6月29日神舟九號就要返回,是否需要啟用用于氣象備份的副著陸場。好在氣象部門報告:從天氣趨勢分析,飛船返回當天會是一個好天。

    “返回主場”。決策依靠的是天氣預報。

    主著陸場晴空萬里白云飄

    載人航天主著陸場氣象站

    “神舟九號飛船軌道維持成功?!?月28日傍晚,神舟九號飛船在與天宮一號分離以后,此時已在軌道飛行了191圈,就在這一圈,飛船進行了返回前最后一次軌道維持,經(jīng)過這次變軌,飛行軌道完全對準了我國載人航天主著陸場。

    6月29日上午,果然如天氣預報那樣,天氣晴朗,白云絲絲,微風綿綿,一掃幾天來的陰云風雨。天空格外的蘭,天上的云格外的美妙,像銀絲,像射線,像光芒。今天回收,真是好運當頭,像是蒼天的特殊眷顧。

    出征儀式

    大廟出征

    在四子王旗北部六十幾千米處,有一個地方叫紅格爾蘇木,因有兩座雄偉的喇嘛廟,故當?shù)氐哪撩穹Q這個地方為大廟。神舟九號回收出征儀式就在大廟舉行。

    8時10分,直升機飛行員、飛船研制人員、航天員醫(yī)監(jiān)醫(yī)保人員、醫(yī)療救護人員、搜救人員,整齊列隊。大戰(zhàn)在即,動員盡管簡單,但每個人的臉上都嚴肅凝重。

    “出發(fā)”,一聲令下,每個參試人員立即奔赴各自的崗位。

    8時30分,地面分隊開始出動。院門口,鞭炮齊鳴,為航天人壯行。搜索指揮車、特種車輛在前,其他車輛隨后,魚貫而出。車隊龍頭早已穿過蘇木,爬上山頭,深入草原,而車隊龍尾尚未出院。百余輛車,浩浩蕩蕩,向待命地點進發(fā)。

    9時05分,空中分隊準備完畢。巨大的停機坪,直升機發(fā)動機開始轟鳴,螺旋槳起旋。飛船剛制動,五架直升機便接到命令,陸續(xù)起飛,在大廟上空,向不同方向轉彎,各自奔向自己的待命空域。

    9時37分,五架直升機已飛至距離返回理論瞄準點二十幾千米的四個角上(其中西南角布著指揮機和通信機兩架直升機),形成了一個方形口袋,等待著天外驕子的到來。

    制動返回

    6月29日上午9時許,已在太空飛行200圈的飛船,正飛經(jīng)南非納米比亞上空,這是設計的飛船返回航程的起始端。

    “開始進行第一次調(diào)姿。” 9時14分,飛船船頭開始向左轉90度,飛船的軸線變成與飛行方向成垂直狀態(tài),軌道艙與返回艙和推進艙組合體分離,從此成為一顆獨立飛行的衛(wèi)星。

    “開始進行第二次調(diào)姿。”返回艙和推進艙組合體繼續(xù)向左轉90度,使得組合體成倒飛狀態(tài),然后尾部向上翹起一個小角度,建立了制動發(fā)動機點火姿態(tài)。

    “飛船返回制動。” 9時17分,安裝在推進艙尾部的兩臺發(fā)動機瞬間噴出巨大的火焰,拼命地阻止著飛船的飛行。發(fā)動機工作兩分多鐘,將返回艙和推進艙組合體的飛行速度從7705米/秒降至120米/秒,就像汽車剎車,從此改變了飛船運行軌跡,使得飛船開始滑向地球。

    上述動作均在我國布在南非納米比亞的測控站測控弧段內(nèi),地面時刻監(jiān)視控制著飛船的一舉一動,測量著飛船的軌道變化,如果飛船出異常,將對飛船采取緊急控制,例如可以采取推遲返回。運行在地球同步軌道的天鏈中繼衛(wèi)星也在密切監(jiān)視著飛船。此時推進艙一直伴隨著返回艙,其使命是護送返回艙,如此時地面判斷飛船沒有進入預定返回走廊,則充分利用推進艙的姿控和軌控能力控制飛船重新進入大氣層或推遲返回。從制動后的軌道測量數(shù)據(jù)來看,制動完全正常。

    飛船制動后,飛行軌道高度開始從343千米滑行下降。

    飛船制動后3分鐘,進入馬林迪測控站上空。軌道測量表明,制動效果一切正常。

    神舟九號飛船于29日9時許開始返回。圖為神舟九號返回地球軌跡

    返回艙落地區(qū)域模擬圖

    二次調(diào)姿到位

    9時33分,飛船進入卡拉奇測控站上空,飛行高度降至145千米,通過遙測數(shù)據(jù)和外測數(shù)據(jù)進行判斷,返回艙和推進艙組合體已正常進入返回走廊,推進艙已完成自己的歷史使命,按照程序與返回艙分離,依依不舍地漸漸遠離了返回艙。從制動完成到推-返分離,推進艙共陪伴返回艙二十幾分鐘,伴飛近9000千米,現(xiàn)在一切正常,推進艙可以放心地讓返回艙獨自進入大氣層了。

    穿越黑障

    推-返分離后2分鐘,返回艙開始調(diào)整配平攻角,即調(diào)整返回艙的姿態(tài),做好了進入大氣層的準備。

    返回艙從祖國西南邊疆進入西藏高原上空。

    “發(fā)現(xiàn)目標”,9時38分,布在和田的活動站捕獲跟蹤上了返回艙。返回艙滑行高度已降至100千米左右,漸漸進入稀薄大氣層,大氣開始對返回艙產(chǎn)生阻力,航天員開始感到有過載,且逐漸明顯。當下降至80千米高度時,過載達到0.4g,返回艙開始進行升力控制。

    和田站的軌道測量數(shù)據(jù)立刻傳到北京指揮控制中心,中心馬上計算出落點預報數(shù)據(jù),四子王旗主著陸場指揮部的態(tài)勢顯示系統(tǒng)立刻將其顯示了出來。返回艙降落的大體位置有了。

    返回制動開始

    推進艙與返回艙分離

    此時的返回艙正與大氣阻力進行著搏斗。由于返回艙結構的特殊設計,使得大氣阻力在有效降低返回艙速度的同時,還對返回艙產(chǎn)生了一個向上的托舉力,或稱為升力,返回艙通過調(diào)整自己的姿態(tài),可以巧妙地利用這個升力的方向,使得返回艙一會兒向左飄,一會兒向右飛,從天上向下看,返回艙就像在大氣層中“蛇行”,這就是所謂的升力控制。升力控制既可以延長返回艙返回航跡,減緩下降過載,又可以通過調(diào)整姿態(tài)及向左向右飛行的時間來改變落點,提高落點精度,真是一舉多得。

    等候出征的車隊

    返回艙進入大氣層后,與大氣劇烈地摩擦,摩擦將空氣電離,產(chǎn)生的等離子體在返回艙的周圍及后方形成了一個“罩”,建立了一個電磁屏蔽層,這就是常說的“等離子鞘”,使得里面的無線電信號無法發(fā)射出來,外面的電磁波無法穿透進去,阻斷了返回艙與外界的通信,造成了通信盲區(qū),大氣層中這段通信盲區(qū)稱之為“黑障”。黑障從80千米高度開始,40千米高度結束,返回艙穿過黑障需要五分半鐘。

    黑障不是光有壞處,它產(chǎn)生的等離子鞘實際上也可以充當反射板,地面反射式雷達可以充分利用黑障這個特性,對返回艙的軌道進行測量。9時43分,布在甘肅安西的雷達發(fā)現(xiàn)了目標并持續(xù)跟蹤。

    摩擦帶來了高溫,返回艙與大氣摩擦最厲害的地方是大底和對地艙壁,艙壁溫度可達1600℃,大底最高溫度可達2000℃。蜂窩狀防熱層有效地減緩熱向艙內(nèi)擴散,再加上事先艙內(nèi)有預冷,故航天員可以承受這種嚴酷的“煉爐”。

    大底沖天

    同樣是再入大氣層,推進艙由于沒有防熱裝置,在與大氣層進行劇烈摩擦不久,便開始燃燒、解體。推進艙解體后,像一把掃帚,又想彗星,解體后再燃燒,又像天女散花,不久,燃燒殆盡的碎片便消失在茫茫的黑障中。從東風光學測量設備獲取的圖像可以看到整個壯麗的場面?!叭紵笔菫榱苏樟羷e人,“解體”是為了成就他人,“消失”不代表沒有貢獻。這種犧牲精神在載人航天工程中隨處可見。

    9時45分,就在安西站雷達還在持續(xù)跟蹤時,布在內(nèi)蒙白云鄂博的雷達發(fā)現(xiàn)了目標。盡管黑障內(nèi)地面人員無法得知航天員的信息,但測控鏈仍然密切關注著返回艙的飛行??罩薪恿τ袝r也有親情。

    9時45分39秒,設在大廟附近的光學設備用紅外發(fā)現(xiàn)了黑障內(nèi)的返回艙。

    9時48分,返回艙下降至40千米高度,此時的飛行速度已降至2千米/秒左右,返回艙與大氣摩擦產(chǎn)生的“等離子鞘”消失,“黑障”結束,返回艙無線電信號重新向地面發(fā)出。

    返回著陸

    “捕獲目標”,布在大廟的USB測量設備馬上跟蹤上了剛出黑障的返回艙,通過遙測信息判斷,航天員生理遙測參數(shù)一切正常。

    “返回艙出黑障,搜索開始”??罩械却奈寮苤鄙龣C,所有搜索信標接收機都開機偵收,期盼著的信標信號的出現(xiàn)。

    “收到243信標信號,定向穩(wěn)定”。9時49分,布在西南角的指揮直升機首先發(fā)現(xiàn)了目標,隨即,其他四架直升機也陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了目標。信號就是命令,所有直升機同時向信標指示的方向收攏飛去。

    神舟九號返回艙飄然而下 王琦 攝影

    著陸現(xiàn)場

    布在理論瞄準點以南20千米處的地面車隊,所有的搜救人員全部下車,齊齊向西望去。由于此時太陽尚在東方,故向西看,光線條件很好。

    “看,在那!”,順著指揮直升機駕駛員張團長手指,大家看到了北方上空有一個亮點,亮點變得越來越大。

    “指令發(fā)出”,大廟USB設備向返回艙發(fā)出遙控指令,控制返回艙打開回收主開關。其實,返回艙按程序早已自己打開主開關,因事件過于關鍵,為了確保,地面補了一槍。

    返回艙下降至20千米高度,返回艙停止升力控制。

    9時50分,返回艙下降至10千米高度。

    “砰”,一聲巨響,直徑近一米的返回艙傘艙蓋,從返回艙臂膀處向斜上方猛然彈了出去,順即將一個引導傘拉了出來,緊接著將第二具引導傘拉了出來,馬上又將減速傘拉了出來,這些動作均在十幾秒時間內(nèi)完成。在下降至6千米高度時,將大傘拉出。大傘剛拉出時呈收口狀,即傘沒有完全張開。如果剛開始就完全張開,巨大的風力會將傘撕破。8秒后,等風漸漸將傘充滿,返回艙下降速度已有了明顯降低,此時收口繩被切斷,失去約束的大傘緩緩打開,紅白相間的傘衣漸漸舒展開來,最后形成半球狀巨傘,張開的面積是1200平方米,相當于2.8個籃球場那么大。

    條條傘繩匯集到主傘旋轉接頭,牽系著返回艙,同時也牽動著億萬中國人的心。

    四具傘的集體作用,使返回艙的下降的速度從近200米/秒降至不到10米/秒。每次拉傘,艙內(nèi)航天員都有明顯的過載感覺,就像高速行駛的汽車,每次剎車,乘客都有前傾的感覺一樣,不過主傘拉出時過載最大。如果航天員在空中能感覺到這么大的過載,會意識到主傘打開了,主傘打開就意味著著陸安全有了基本保障。磨難有時反而意味著美好的未來。

    布在大廟北側的的光學測量設備始終跟蹤著乘傘下降的返回艙。

    9時53分15秒,返回艙下降至5千米高度。

    “蹦”,又一聲巨響,返回艙防熱大底分離,直徑為2.5米的大底重近300千克,像一個巨型的碟子,劃向返回艙一側,飛碟般飄向茫茫草原。拋掉大底有兩個意義,一是減輕重量,使主傘的負擔更小些,著陸重量更輕些,二是露出緩沖發(fā)動機、各種天線等設備。

    “歸零飛行”,空中指揮長下達命令,五架直升機立刻像雄鷹展翅一般,按243信標接收機指示方向,直撲過去。

    大底拋掉不久,主傘由斜吊掛變成雙點垂吊掛,即吊掛點由位于返回艙臂膀處的傘艙口上方移向艙門上方,返回艙底部開始正對著地面,航天員座椅也提升了起來。著陸準備就緒。

    指揮直升機一直目視乘傘下降的返回艙。安裝在直升機上的吊艙攝像機拍攝著珍貴的返回艙下降過程。

    景海鵬第一個出艙

    10時02分,返回艙接近地面,每秒5米/秒的北風吹著大傘,直升機上的搜救人員眼看著返回艙劃過一座牧民房屋,又跨過一條彎彎的小河,最后直奔河岸南側不遠處一略有起伏的草原落去。

    返回艙底部γ射線探測儀在1米處敏感到了地面,順即發(fā)出指令,四臺固體緩沖發(fā)動機同時點火,灼熱的火焰瞬間噴向地面,吹起滾滾沙土,巨大的反作用力將返回艙下降速度由8米/秒降至2米/秒左右,吹起的濃煙像一個無形的海綿,托舉著返回艙緩緩著地。與此同時,風將大傘吹向南方,剛失去牽動力的主傘繩馬上再次繃緊,將返回艙橫向一拖,垂直的返回艙靠慣性順勢翻動起來,先是翻動180度,大底沖向天空,然后在煙霧塵埃中繼續(xù)翻動90度,最后倒向南方。歷經(jīng)磨難的航天員,在最后又來了一個高難度——體操大回環(huán)。登天難,落地也不輕松。此處剛好是一個小坡,返回艙呈傾倒狀態(tài)。歷經(jīng)13000千米返程中的各種艱難險阻,返回艙終于安然返回祖國懷抱,穩(wěn)穩(wěn)地躺在內(nèi)蒙大草原上。

    艙內(nèi)航天員感到返回艙已平穩(wěn)落地,便果斷手動切斷大傘傘繩,以免風通過傘對返回艙繼續(xù)產(chǎn)生拖動作用。

    3名航天員向全國人民致意

    劉旺高興地揮著雙手向歡迎的人群致意

    看著神采奕奕的劉洋,劉建中(右)笑了

    失去牽動力的大傘順風飄向小山坡,近百根傘繩整齊地排在草地上,像巨型百弦樂器,在風的作用下,輕輕地奏響著中華民族的華麗樂章。依坡勢,順著傘繩,將人們的視線引向大傘。紅白相間的大傘,柔軟地鑲嵌在長勢良好的草地上,像是久別親人的孩子,緊緊地抱住自己的母親。大傘在陽光的照射下,在草原的襯托下,紅色、白色、綠色,渾然一體,構成一幅驕然的畫面,顯得格外炫麗。陣陣北風不時吹起片片傘衣,傘衣間露出秀美的眼睛,像是揭開紅頭蓋的小媳婦,羞澀抬頭,想再多看一眼艙內(nèi)的英雄。

    重力適應

    返回艙落地后3分鐘,指揮直升機降落,其他直升機陸續(xù)降在返回艙東北方向。搜救人員在跑,醫(yī)監(jiān)醫(yī)保人員在跑,醫(yī)療救護人員在跑。跑在最前面的是航天員科研訓練中心白延強、謝瓊,到達現(xiàn)場,先手敲返回艙舷窗,沒有回應,馬上轉向艙門。

    此時艙門早已被景海鵬打開。醫(yī)監(jiān)醫(yī)保人員劉建中探頭進艙。只見劉旺的座椅在最上方,他相當于是側掛在空中;景海鵬位置稍好些,但也是頭部略朝地,雙腿翹向上方。他倆已經(jīng)自己解開束縛帶,慢慢移至艙門內(nèi)狹小的空間。劉建中沒看見劉洋,一陣緊張,喊了聲“劉洋,你在哪?”“我在這呢?!表樎曂ィ瓉韯⒀笤谧钕路健?位航天員均安然無恙。

    體檢后從直升機中出來的劉洋

    兩位航天員的懸掛感覺和太空中的懸浮感覺完全不一樣,此時地球引力已不再起向心力作用,而是直接作用在他們整個身體上。重力適應就是用這種不尋常的方式開始了。盡管他們落地后體位是懸著的,但地面搜救人員懸著的心現(xiàn)在可以全部放下了。

    醫(yī)療救護人員站在外圈,航天員健康,他們便無事可做,來的都是國家最好的醫(yī)生,醫(yī)術不必展現(xiàn)。布在國內(nèi)的四十幾家后支急救醫(yī)院都沒用。在載人航天工程中,有些工作準備了,但最后不用,反而是最好的。

    “北京嗎,神舟九號報告,飛船已安全返回,我們3名航天員感覺良好,請祖國和人民放心”。無線電波將這個聲音傳向北京指揮控制中心,頓時,指揮大廳響起了熱烈的掌聲,許多人的手拍疼了,許多人的眼眶濕潤了,歡呼聲、笑聲交織在一起,形成了一片沸騰的海洋。電視信號傳向全國億萬人民,傳向全球華人,傳向地球不同角落……

    草原上,牧民騎著摩托車、駕駛著汽車,朝著著陸現(xiàn)場趕來??罩型?,汽車一串接著一串,顯然他們在地面已目視返回艙的下降過程,而天上直升機飛行的方向也是他們最好的導航標志。公安、武警、防爆警察也在趕來維持秩序。

    警戒線圍了起來,返回艙底部沖著的方向禁止人們進入,以防γ射線造成人員損傷。

    現(xiàn)場,人山人海。

    在太空失重條件下飛行了整整13天,航天員落地后需要重新適應地面的重力環(huán)境,剛落地時,大腦供血明顯不足,此時的航天員是虛弱的。在天上,劉旺曾對劉洋說:“落地后咱可能站不起來”。劉洋在空中飄著說:“這么輕,還站不起來?”當時的不信,現(xiàn)在變成了現(xiàn)實。3個人中,劉洋的體重最輕,但她卻感到自己的身體最重。

    醫(yī)監(jiān)醫(yī)保人員開始協(xié)助航天員進行重力適應。醫(yī)監(jiān)醫(yī)保人員遞進去了濕毛巾,同時也遞進去了航天員各自喜愛的營養(yǎng)液。航天員真渴了,再次喝到地面的水,真好。這是歷經(jīng)過生死磨難后的珍貴感受。經(jīng)過13天的太空生活,劉旺的體重下降了十幾斤。

    健康出艙

    滿載而歸的直升機

    11時08分,航天員開始出艙。返回艙艙門正前方約10米處,整排的媒體記者將鏡頭齊齊對準了艙門。

    “景海鵬出來了”,中國歷史上首位兩次進入太空的航天員,他微笑,敬禮,看上去精神很好。

    “劉旺出艙”,中國首位駕駛飛船交會對接成功的英雄,出艙時依然是那么淡定,從容。

    “劉洋出艙”,中國首位女航天員,出艙時異常年輕、漂亮,中國的每一位公民都為她感到自豪,而每一位女性公民更是為她感到驕傲。這么柔軟的女子,竟是闖過了這么多難關,讓人佩服,她終于回家了。

    按動快門,拍下這激動人心的鏡頭瞬間,鼻子酸了,眼睛濕了。讓淚水盡情地釋放吧。

    慰問、鮮花、采訪,坐在軟椅上的航天員神采奕奕。

    中央電視臺冀惠彥的采訪讓全國人民了解了航天員特殊的感受。劉旺的語言樸實:“腳踏實地的感覺真好,回家的感覺真好”。這種回答讓人感覺親切、真實、發(fā)自肺腑。劉洋的語言顯得甜美:“天宮是個溫暖的家”,這個家仍在天上翱翔著,正等待著神舟十號飛船的造訪。

    11時24分,航天員被抬送至醫(yī)監(jiān)醫(yī)保直升機。抬送途中,歡呼的人群簇擁著民族的英雄,爭先目視祖國的驕子。

    回收返回艙

    直升機內(nèi),體檢、擦洗、換衣、采樣、休息。考慮到女航天員的私密性,機艙后部專門隔出了一個艙室,由兩名女醫(yī)生幫助劉洋體檢。午餐是羊肉燉蘿卜、醋溜土豆絲、清炒荷蘭豆、榨菜、咸菜絲、二米粥、小花卷。劉洋喜歡吃紅燒牛肉方便面、奶茶、巧克力,自然不會難為她。

    英雄凱旋

    12時51分,3名航天員分別送到3架醫(yī)療救護直升機。我登上其中一架直升機。劉旺已坐在機艙內(nèi)床上,他給抬他的工作人員簽字,在感謝著工作人員的辛苦。我感動了,當全國人民感謝這些為祖國獻身的航天英雄時,而英雄卻不忘感謝普通的搜救人員,他實際上是在感謝所有參與飛行試驗的每一位航天科研參試人員。此時與英雄一起拍照留影,顯得格外珍貴。衣服上有了航天員的簽字,高興。問午餐什么最好吃,他回答“榨菜好吃極了”。樸實無華。

    是呀,回家的感覺真好,連普通的飯菜也給他們帶來了如此美妙的印象。

    13時14分,五架直升機起飛,翻越大青山,50分鐘后抵達畢克奇機場。一架專機等在那里。6名身著蒙族服裝的少女向航天員獻了鮮花和哈達。內(nèi)蒙自治區(qū)的領導慰問。

    專機前3名航天員通過扶梯,均獨自走上飛機,看來他們的重力適應較快。中國培養(yǎng)出的航天員是好樣的。

    承載著太空凱旋而歸的航天英雄,專機起飛了,朝著祖國的心臟——北京,飛去。

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