護(hù)航太空英雄快速回家

文/胡藍(lán)月

秋去春歸。4月16日凌晨，神舟十三號載人飛船對接機(jī)構(gòu)解鎖，3名中國航天員踏上了回家的路。上午10時許，飛船返回艙在東風(fēng)著陸場成功著陸，航天員翟志剛、王亞平、葉光富平安返回，感覺良好！

神舟十三號飛船乘組在太空工作生活了6個月，創(chuàng)下中國航天員連續(xù)在軌飛行時長的新紀(jì)錄。在航天飛控團(tuán)隊看來，3名航天員更像是在“天上”辦公的同事。出發(fā)前，航天員們經(jīng)常到一路之隔的航天科技集團(tuán)五院參觀載人飛船，熟悉艙內(nèi)的真實環(huán)境；上天后，他們與地面飛控團(tuán)隊的聯(lián)系更加緊密，天地協(xié)同在軌開展工作。

“出差”的第183天，神舟十三號飛船乘組在軌任務(wù)結(jié)束，正式返航，終點(diǎn)是北京航天城——航天員與飛控團(tuán)隊共同的“家”。

▲ 神舟十三號航天員出艙

回家踏上“高速路”

關(guān)上最后一道艙門，航天員們告別生活了半年的太空家園。

0點(diǎn)44分，載人飛船對接機(jī)構(gòu)解鎖，伴隨著北京飛控中心的指令，1米，19米，200米……神舟十三號載人飛船如一葉小舟緩緩駛離“太空港”。在過去的6個月里，它曾與空間站核心艙連為一體，遨游太空，如今載著3名航天員踏上了回家的路。

本次返回，神舟十三號載人飛船應(yīng)用了快速返回模式，在不改變軟件硬件的條件下優(yōu)化流程，飛行控制節(jié)奏更加緊湊。與神舟十二號載人飛船相比，神舟十三號載人飛船繞地球飛行的距離由18圈縮短至5圈，返程飛行時長減少近20個小時，讓航天員踏上回家的“高速路”。

載人飛船與空間站組合體分離后，與空間站保持安全距離，繼續(xù)飛行。此時地面飛控團(tuán)隊氣氛緊張，技術(shù)人員正測量計算各項數(shù)據(jù)，對飛船軌道進(jìn)行測定和維持。3名航天員把生命安全托付給了他們，全體飛控成員必須確保飛船按計劃安全精準(zhǔn)降落。

由于神舟十二號載人飛船需要開展技術(shù)驗證，采用了“7圈技術(shù)驗證+11圈返回”的方案。神舟十三號飛船返回減少了繞飛及徑向交會試驗環(huán)節(jié)，神舟十二號、神舟十三號兩艘載人飛船的返回過程相同，且地面團(tuán)隊提前開展了1:1聯(lián)合演練，在確保安全的前提下，飛控各環(huán)節(jié)銜接更加緊湊，航天員返回路程由11圈縮減至5圈，返回時長控制在7個小時左右。

“一些測定軌工作在組合體分離前完成，分離后的測定軌次數(shù)也有所減少，原本串行的工作改為并行，提高整體效率?！焙教炜萍技瘓F(tuán)有限公司五院502所神舟飛船GNC系統(tǒng)副主任設(shè)計師董文強(qiáng)介紹稱，GNC系統(tǒng)是制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制系統(tǒng)，負(fù)責(zé)飛船飛行全過程的姿態(tài)和軌道控制，在經(jīng)驗和技術(shù)的支撐下，各系統(tǒng)相互配合，實現(xiàn)飛船的快速返回。

數(shù)據(jù)上傳，指令下達(dá)，三艙構(gòu)型的載人飛船首先分離軌道艙。返回艙與推進(jìn)艙“輕裝上陣”，組合體經(jīng)過制動減速，進(jìn)入返回地球的軌道，開始自由滑行。

▲ 神舟十三號飛船與空間站核心艙分離

▲ 神舟十三號飛船艙段分離

在距離地面約140千米的地方，推進(jìn)艙分離后燒毀，返回艙在地心引力作用下一頭扎進(jìn)大氣層，投向地球的“懷抱”。此時艙外溫度可達(dá)幾千攝氏度，航天員承受著最大約3g的過載，返回艙發(fā)動機(jī)調(diào)整姿態(tài)，進(jìn)行升力控制。

穿越黑障區(qū)，返回艙繼續(xù)降落。隨后引導(dǎo)傘、減速傘、主降落傘依次打開，仿佛綻放的禮花，迎接英雄凱旋。在距離地面約1米的地方，返回艙底部點(diǎn)火反推緩沖，神舟十三號載人飛船在東風(fēng)著陸場成功著陸。

“原來的返回方式也符合要求，但是技術(shù)進(jìn)步?jīng)]有止境?！蔽逶狠d人飛船系統(tǒng)副總設(shè)計師邵立民說，爭取讓航天員在返回艙內(nèi)的時間短一些，回家的速度快一些。

“長城”請回答

“長城明白?！北本╋w控大廳響起回答，這句話代表著五院飛控團(tuán)隊的堅實支持。長城崗由7～8人的隊伍組成，從去年10月16日長征二號F運(yùn)載火箭發(fā)射，到今年4月16日上午神舟十三號飛船平安返回，長城崗始終陪伴在航天員左右。

“每逢重大事件，我們都會和航天員通話?！痹鴵?dān)任神十二飛船任務(wù)長城崗的俞進(jìn)透露。

出發(fā)前，航天員每年有幾次進(jìn)艙體驗，熟悉神舟載人飛船的艙內(nèi)真實環(huán)境。上天后，航天員與地面飛控的聯(lián)系更加密切，每逢出艙、太空授課等重要事件，3名航天員都會提前與地面飛控團(tuán)隊通電話，詳細(xì)溝通機(jī)器使用情況和操作細(xì)節(jié)。

“航天員很關(guān)注載人飛船的情況，有時會提前到艙內(nèi)檢查?！蔽逶狠d人飛船系統(tǒng)總體主管設(shè)計師俞進(jìn)說。在組合體飛行的183天里，神舟十三號載人飛船多數(shù)時候處于“休眠”狀態(tài)，艙內(nèi)大部分設(shè)備關(guān)機(jī)，航天員每周到載人飛船內(nèi)巡視一圈，檢查陽光照射不到的地方是否因低溫結(jié)露，采集艙內(nèi)樣本，檢測微生物情況。

長城崗是橋梁，連接著航天工程技術(shù)與載人航天大系統(tǒng)、在軌航天器與地面技術(shù)支持團(tuán)隊。長城崗一方面負(fù)責(zé)飛船的日常狀態(tài)監(jiān)測，另一方面在返回任務(wù)中協(xié)調(diào)各系統(tǒng)，判發(fā)指令，申請計劃調(diào)整，并在出現(xiàn)故障時及時通報、拿出預(yù)案、緊急處置。俞進(jìn)總結(jié)：“可以簡要概括為上傳下達(dá)、故障預(yù)案處置?！?/p>

▲ 降落過程中的返回艙排放多余燃料

▲ 飛船返回艙在降落傘下平穩(wěn)降落

肩負(fù)使命，長城崗隨時準(zhǔn)備著。他們不定期開展應(yīng)急演練，假定當(dāng)航天員遇到緊急情況，接到預(yù)警后，各崗位應(yīng)急聯(lián)系人第一時間到位，負(fù)責(zé)人以最快速度到達(dá)一線，并預(yù)演緊急撤離方案。

載人航天工程發(fā)射任務(wù)密集，神舟載人飛船滾動待命。長城崗的成員大多身兼數(shù)職，既要保障天上的飛船平穩(wěn)運(yùn)行，又要推動地面的飛船按期生產(chǎn)交付。在軌駐留6個月，既是對中國航天員身心素質(zhì)的高難度考驗，也是地面飛控團(tuán)隊必須打贏的持久戰(zhàn)。

為此，五院采用“分布式飛控”，把日常監(jiān)測和關(guān)鍵弧段工作區(qū)分開：在日常運(yùn)行階段，使用智能診斷系統(tǒng)“解放”人力；在出艙、巡檢等關(guān)鍵弧段，集中隊伍，全力提供保障。

五院研發(fā)的智能診斷系統(tǒng)能實時監(jiān)測載人飛船上千個重要參數(shù)，結(jié)合隊伍的經(jīng)驗優(yōu)勢，通過計算機(jī)判讀的方式，提供預(yù)警服務(wù)，系統(tǒng)還將應(yīng)用于五院其他型號航天器的在軌管理。

▲ 返回途中的飛船內(nèi)，航天員仍在學(xué)習(xí)

▲ 飛船返回艙平穩(wěn)直立著陸

“保證工作質(zhì)量不下降，盡量壓縮優(yōu)化人力資源成本?！鄙哿⒚駥Υ丝偨Y(jié)。

“始終繃著一根弦”

去年12月初，中國常駐聯(lián)合國的代表團(tuán)曾提交了普通照會。美國衛(wèi)星先后2次接近中國空間站，出于安全考慮，中國空間站實施“緊急避碰”。

事發(fā)當(dāng)日，502所神舟飛船GNC系統(tǒng)副主任設(shè)計師董文強(qiáng)正在北京飛控中心，值班結(jié)束，正準(zhǔn)備離開，突然接到通知：實施緊急避碰！這件事讓他記憶猶新：“心里始終繃著一根弦?！?/p>

近年來，世界范圍內(nèi)航天發(fā)射活動逐年遞增，星座建設(shè)使得太空軌道越發(fā)“擁擠”，退役衛(wèi)星、太空垃圾像“不定時炸彈”，隨時可能威脅中國空間站和航天員的安全。

“天上的航天器、碎片太多了，有些會發(fā)公布，有些會不定期地冒出來?！庇徇M(jìn)介紹，地面技術(shù)人員為應(yīng)對此類問題，制定了多套預(yù)案，收到預(yù)警后，及時避讓，為天宮空間站保駕護(hù)航。

“神舟十三號飛船一項關(guān)鍵技術(shù)驗證就是6個月的在軌停靠?！鄙哿⒚窠榻B，神舟飛船的關(guān)鍵技術(shù)全部在地面驗證過，但無法完全模擬在軌環(huán)境，6個月的時長會帶來更多不可控因素，飛行時間越長，發(fā)生故障的概率越大。

從另一個維度考慮，相比于半年內(nèi)2批航天員2次往返天地執(zhí)行任務(wù)，1組航天員?？靠臻g站6個月再返回的風(fēng)險更小。而且，經(jīng)過反復(fù)驗證、刻苦訓(xùn)練，中國的航天器、航天員完全能經(jīng)受住為期半年的考驗。邵立民說：“神舟十三號飛船6個月任務(wù)的地面監(jiān)視數(shù)據(jù)符合預(yù)期，經(jīng)歷過后，我們更自信了?！?/p>

安全性一直是神舟飛船的首要目標(biāo)。五院載人飛船系統(tǒng)應(yīng)急救生主管設(shè)計師張治國認(rèn)為，飛船的安全性和可靠性經(jīng)過周密設(shè)計，技術(shù)狀態(tài)千錘百煉、一脈相承。他說：“各類預(yù)案提供了充足保障，從神舟一號飛船到現(xiàn)在，載人飛船的應(yīng)急救生系統(tǒng)從來沒有啟用過，但大家依然嚴(yán)慎細(xì)實地開展工作?！?/p>

“在崗位中學(xué)習(xí)，在工作中用心琢磨。”俞進(jìn)說，她從神舟一號開始參與載人航天工程，是隊伍里的“老人”，同樣擔(dān)任過長城崗的五院載人飛船系統(tǒng)總體主管設(shè)計師程偉也有近10年的工作經(jīng)驗。以航天重大工程任務(wù)為牽引，隊伍里一批年輕人在前輩帶領(lǐng)下迅速成長起來，傳承載人航天精神，成為航天事業(yè)的后備力量。

據(jù)介紹，神舟載人飛船采用小批產(chǎn)模式，結(jié)合縱向的歷史發(fā)射數(shù)據(jù)積累和橫向的同批產(chǎn)品對比，確保每艘飛船產(chǎn)品狀態(tài)的可靠性和安全性。目前神舟十四號飛船已經(jīng)在酒泉衛(wèi)星中心蓄勢待發(fā)，神舟十五號飛船作為應(yīng)急船將擇機(jī)啟程，新批次的神舟十六號飛船進(jìn)行了部分技術(shù)改進(jìn)，研制交付工作正在穩(wěn)步推進(jìn)。