中央紀(jì)委國(guó)家監(jiān)委網(wǎng)站 柴雅欣

在空間站組合體工作生活183天后，“太空出差三人組”今天回家。從太空回地球，是一趟怎樣的旅程，是一種怎樣的體驗(yàn)？為了讓三位航天員平安回家，我們的科研人員都做了哪些精心準(zhǔn)備？神舟十三號(hào)返回前夕，記者采訪了中國(guó)航天科技集團(tuán)五院神舟十三號(hào)載人飛船回收試驗(yàn)隊(duì)總體設(shè)計(jì)師劉慶博。

　　問：神舟十三號(hào)的三名航天員重返地球，返回需要多長(zhǎng)時(shí)間，過程大致是怎樣的，有何特點(diǎn)？

　　劉慶博：本次神舟十三號(hào)首次采用5圈快速返回方案。飛船繞飛地球是為了等待返回時(shí)機(jī)，同時(shí)地面還需要在這段時(shí)間進(jìn)行參數(shù)注入和策略制定等準(zhǔn)備工作。通過對(duì)飛行任務(wù)事件進(jìn)行合理裁剪和調(diào)整，我們壓縮了操作時(shí)間，使繞飛減少到5圈。

　　飛船從空間站撤離后，繞地球飛行5圈，每圈用時(shí)大概1.5小時(shí)。大約7.5小時(shí)后，返回艙與軌道艙開始分離，隨后經(jīng)過返回制動(dòng)、返回艙與推進(jìn)艙分離、調(diào)整返回艙進(jìn)入大氣層前的姿態(tài)、進(jìn)入大氣層后采用升力式控制、彈傘艙蓋開傘、拋防熱大底、推進(jìn)劑排放、反推發(fā)動(dòng)機(jī)工作等程序，最后返回艙著陸。從返回艙與軌道艙分離開始，到返回艙平安著陸，大約需要50分鐘。

　　問：與神舟十二號(hào)返回任務(wù)相比，這次神舟十三號(hào)返回有何不同？在技術(shù)保障等方面有何亮點(diǎn)？

　　劉慶博：神舟十二號(hào)返回時(shí)繞飛地球10多圈、歷時(shí)1天多，而本次神舟十三號(hào)首次采用5圈快速返回方案，僅需幾個(gè)小時(shí)就可返回，大大縮短了飛船返回所需時(shí)間。在技術(shù)保障方面，神舟十三號(hào)和神舟十二號(hào)一樣，都在返回制導(dǎo)方式上做了調(diào)整，由過去的標(biāo)稱制導(dǎo)更改為預(yù)測(cè)-校正雙環(huán)制導(dǎo)方式。

　　標(biāo)稱彈道制導(dǎo)，就是要求神舟飛船沿著設(shè)定好的路線返回，如果返回過程中出現(xiàn)偏差，就需要重新折回返回路線；而預(yù)測(cè)—校正雙環(huán)制導(dǎo)方式更加簡(jiǎn)單直接，飛船不用沿著所謂的標(biāo)準(zhǔn)路線返回，只需一往無前地向落點(diǎn)飛去即可?？梢哉f， 返回制導(dǎo)方式的變化，提升了神舟飛船返回艙彈道規(guī)劃的能力，也提高了返回再入的控制精度和可靠性。另外，返回艙救援定位精度也提高了，定位最大誤差由千米級(jí)降低到百米級(jí)。

　　問：神舟十三號(hào)飛船在太空中停留長(zhǎng)達(dá)半年，長(zhǎng)期暴露在太空環(huán)境中是否會(huì)對(duì)飛船造成影響？在飛船安全性可靠性方面做了哪些準(zhǔn)備？

　　劉慶博：神舟飛船不可避免受到太空輻射環(huán)境的考驗(yàn)，比如單粒子效應(yīng)（一種空間輻射效應(yīng)，即單個(gè)高能粒子穿過微電子器件靈敏區(qū)時(shí)造成器件狀態(tài)的非正常改變）影響設(shè)備的可靠性和壽命。針對(duì)神舟十三號(hào)飛船駐留半年這一情況，我們對(duì)飛船軟、硬件及其壽命進(jìn)行了充分的地面驗(yàn)證，保證飛船在軌期間狀態(tài)正常。我們還改進(jìn)了飛船熱控設(shè)計(jì)，從而使其適應(yīng)太空長(zhǎng)期冷熱交變的外熱流環(huán)境。

　　問：談及飛船返回，經(jīng)常會(huì)聽到“黑障區(qū)”的說法?！昂谡蠀^(qū)”對(duì)飛船有何考驗(yàn)？我們?nèi)绾未_保飛船安全穿越“黑障區(qū)”？

　　劉慶博：在進(jìn)入大氣層時(shí)，返回艙以數(shù)千米每秒的速度與大氣層發(fā)生劇烈摩擦，燃起2000多度高溫的火焰。在降落過程中，氣體和返回艙表面被燒蝕的防熱材料發(fā)生電離，形成包裹住返回艙的等離子區(qū)，使返回艙與外界的無線電通信極大衰減，地面接收不到遙測(cè)信號(hào)，造成地面與飛船之間的無線電通信中斷，這段時(shí)間被稱為“黑障區(qū)”。在這個(gè)過程中，地面無法通過任何遙控方式對(duì)飛船進(jìn)行控制，只能依靠飛行器對(duì)狀態(tài)進(jìn)行全自動(dòng)處理。

　　在確保返回艙安全穿越“黑障區(qū)”方面，我們主要采取了以下技術(shù)手段：通過預(yù)測(cè)-校正雙環(huán)制導(dǎo)方式保證落點(diǎn)精度，這已經(jīng)通過了神舟十二號(hào)的驗(yàn)證，精度較高；返回艙的制導(dǎo)設(shè)備均采用冗余備份，相當(dāng)于多重保險(xiǎn)；飛船返回艙的外形像一個(gè)上窄下寬的“大鐘”，返回艙自身特殊的外形可以保證其以穩(wěn)定的姿態(tài)在大氣層中飛行。同時(shí)，在其外表面裝甲防熱結(jié)構(gòu)保護(hù)下，返回艙可以克服并承受再入過程中與大氣層劇烈摩擦產(chǎn)生的氣動(dòng)力和氣動(dòng)熱，安全穿越大氣層。

　　問：返回艙著陸是否平穩(wěn)，事關(guān)航天員生命安全。在讓飛船減速、保障航天員安全方面有何設(shè)計(jì)？

　　劉慶博：返回艙著陸平穩(wěn)與否，關(guān)鍵在于減速。首先，返回艙通過主、備兩套降落傘系統(tǒng)，確保其可靠減速。在距離地面40公里左右的高度時(shí)，神舟十三號(hào)已經(jīng)基本脫離“黑障區(qū)”，當(dāng)它繼續(xù)減速直到距離地面10公里左右時(shí)，返回艙上的靜壓高度控制器通過測(cè)量大氣壓力來判斷所處高度，并先后打開引導(dǎo)傘、減速傘和主傘，以此保證返回艙以較為柔和的方式實(shí)現(xiàn)多次減速，防止航天員一次受到過大的沖擊力。

　　當(dāng)返回艙離地面高度大約1米時(shí)，安裝在返回艙底部的反推發(fā)動(dòng)機(jī)工作進(jìn)行反向點(diǎn)火，進(jìn)一步降低返回艙的著陸速度（減速至3米每秒以下），實(shí)現(xiàn)軟著陸。與此同時(shí)，具有緩沖功能的航天員座椅在著陸前開始自動(dòng)提升，從而使沖擊的能量被緩沖吸收。