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科技日报记者付毅飞

回收着陆是载人飞船飞行任务的最后阶段也决定着飞行任务的最终成败为了护佑航天员安全回家中国航天科技集团公司五院为神舟十二号飞船研制了高可靠性和安全性的回收着陆系统确保飞船返回舱走稳归航的最后一段路

据了解回收着陆系统由多个子系统组成包括结构降落伞着陆缓冲程序控制火工品标位等多种类型产品集成了光机电热高能粒子柔性特纺材料等多类先进技术整个回收工作过程包括了10余项过程控制各程序动作连贯环环相扣就像一场高水平的特技表演每个环节都不能出错

神舟十二号载人飞船撤离模拟图图片来源中国航天科技集团五院

精测高度开启回家大幕

神舟十二号飞船在轨飞行过程中回收着陆系统只是在返回舱内静静守候直到飞船返回舱穿过大气层后自由下落至距地10公里高度时由静压高度控制器判断高度并发出回收系统启动信号回收着陆系统才开始工作

静压高度控制器只是程序控制子系统的设备之一整个程序控制的幕后成员还包括回收配电器火工控制器程序控制器行程开关等它们分工明确各司其职就像人类大脑的不同区域通过发出程序控制指令信号控制着台前各执行机构完成规定的弹伞舱盖拉引导伞拉减速伞减速伞分离拉主伞主伞解除收口抛防热大底转垂挂等一系列不可逆的动作

逐级开伞从高铁速度降到跑步速度

1200平方米的降落伞在飞船返回舱降落时不能一下子全部打开否则伞会被空气崩破五院设计师们为飞船量身定制了一套三级开伞程序先打开两个串联的引导伞再由引导伞拉出一顶减速伞减速伞工作一段时间后与返回舱分离同时拉出1200平方米的主伞这一系列动作成功将飞船返回舱从高铁的速度降到普通人跑步的速度

为防止减速伞和主伞张开瞬间承受的力太大减速伞和主伞均采用了收口技术也就是说放慢伞绳从收拢到散开的过程让1200平米的大伞分阶段张开保证整个开伞过程的过载处于航天员体感可承受的范围航天员也正因为感受到这一连贯动作的晃动才能确认回收系统工作正常

火箭反推让返回舱软着陆

防热大底是飞船进入大气层后的铠甲等主伞完全打开后一会飞船返回舱就会抛掉这身铠甲伽玛高度控制装置开始工作通过发射射线实时测量距地高度

当飞船返回舱降至距离地面1米高度时返回舱底部的表发出信号指挥飞船返回舱上的4台反推发动机点火给返回舱一个向上抬的力使返回舱的落地速度进一步减小确保航天员着陆安全

央视新闻直播截图

故障预案考虑一切可能发生的紧急情况

由于飞船返回舱在返回过程中处于高速运动的状态一旦中途出现故障外界无法采取营救措施也不可能将程序暂停或恢复到原位重新开始因此回收着陆系统的工作过程只能是由一系列不可逆按时序执行的动作组成

为保证航天员的生命安全提高回收着陆系统工作的可靠性和安全性五院设计师们想到了一切可能发生的紧急情况为回收着陆系统设置了9种故障模式涉及正常返回中空救生低空救生3种基本返回工作程序采取了备份降落伞装置时间控制器三组高度开关等多种备份措施以全面保证返回舱在火箭发射段上升段正常返回和应急返回段的安全

央视新闻直播截图

落点标位助力搜救快速定位

神舟飞船返回舱安全着陆后为保证地面搜救系统及时搜索到返回地面的返回舱除布设一定数量的雷达跟踪测量返回舱轨道并预报落点位置外五院设计人员还为返回舱上安装了自主标位设备告诉搜救人员我在这里

标位设备以发送目标救援组织规定频率和格式的无线电设备为主犹如大海中明亮的灯塔指引着方向返回舱落地后国际救援示位标会发射无线电信标信号这种信标信号符合国际通用标准能够被岸站遍布世界各地的全球海事卫星搜救系统所识别从而确保搜救人员能够快速找到返回舱为方便夜间寻找返回舱飞船返回舱的肩部位置还装有闪光灯直升机据此能在夜间发现返回舱一旦发生意外返回舱落在茫茫大海里返回舱底部装的海水染色剂会缓慢释放将附近水面染成亮绿色持续时间可达4小时为飞机和救捞船提供引导

来源科技日报