“最后一米”的最美坚守,他们为神舟飞船安全回家保驾护航
青年报·青春上海 记者 刘晶晶
2023年10月31日8时11分,神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场预定区域安全着陆,航天员安全顺利出舱,身体状态良好,神舟十六号载人飞行任务取得圆满成功。这背后,有着这些“利器”和这些人的保驾护航。
三代传承,接力保障飞行任务圆满成功
着陆反推发动机是神舟系列载人飞船上的重要设备,也是决定航天员能否安全回家的最后一棒。自1994年加入载人航天工程研制队伍以来,中国航天科技集团有限公司八院806所就一直致力于着陆反推发动机的研究,拥有坚实的技术基础和丰富的研制经验。“如果把载人航天比作一场接力赛,那么返回就是4*100米接力的最后一棒,对这一棒我们始终保持着‘空杯’的心态,既要跑好也要跑稳。”项目指挥老孙说。
为确保实现“跑好跑稳”的工作目标,自项目立项以来,806所针对反推发动机进行了多年潜心研究,为了不断适应神舟飞船任务长时间空间在轨飞行越来越高的可靠性要求,发动机的技术方案也在不断完善。团队始终把高可靠、高安全、高精度的要求贯彻于技术方案中,通过不断地优化设计、加严考核,提升发动机技术方案的安全性和可靠性。期间模拟载人飞船经历发射升空、太空绕行、下降返回等复杂恶劣环境,开展了百余次可靠性试验测试,最终成功实现了载人飞船的平稳着陆。
从1993年开展了论证工作到神舟十六号的顺利返回,806所着陆反推发动机研制队伍已经走过了30个年头,也经历了老中青三代的更替。从全力以赴进行研制攻关,到如今全力以赴进行研制保障,三代人随着载人航天事业成长起来,他们跟着老一辈从点滴学起,在一张张设计图纸、一页页计算草稿和一次次试验分析中磨砺自己。质量师小赵于2017年加入反推发动机研制团队,6年来,他始终牢固树立“零缺陷”的质量意识,严格把控细节。“载人航天,人命关天,从我入职以来,师父就告诉我,每一个零件都必须精益求精,一点差错都不能有,所以我一刻也不敢松懈。”小赵如是说。在日常工作中,团队时时刻刻将严慎细实的工作要求落实到极致,才能成就如今的连战连捷。
安全着陆,电源护航航天员“回家”之路
北京飞行控制中心,“返回准备!主返并网!轨返分离!推返分离!返回正常!着陆成功!航天员出舱!”随着铿锵有力的声音依次响起,我国载人航天工程进入空间站应用与发展阶段的首次载人飞行任务圆满收官,中国航天科技集团有限公司第八研究院811所抓总研制的神舟十六号电源分系统圆满完成任务。
神舟飞船是航天员的天地往返“专车”,其电源家族由“四兄弟”组成:“老大”主电源、“老二”应急电源、“老三”返回着陆电源和“老四”火工品电源。神舟十六号在轨运行期间,它们兢兢业业、严谨细致地做好五个多月的能源供给工作;神舟十六号执行返回任务时,它们的工作状态也是“相当忙碌”,“有联合工作,有接力工作,还有独立工作”,中国航天科技集团八院神舟飞船电源分系统主任设计师钟丹华介绍,“为了确保航天员安全返回,我们做好了充分的准备。”
神舟飞船返回地球的过程分为五个阶段。飞船与空间站经过分离准备和分离撤离后,还要独立飞行多圈,进入返回准备、返回再入和回收着陆阶段。在返回再入期间,飞船的轨道舱、推进舱、返回舱三舱“忙着”分离,“老大”主电源、“老二”应急电源和“老三”返回着陆电源也在“忙着”并网供电。钟丹华介绍,“中国空间站为了确保整个系统的正常能源供给,让所有飞行器之间的能源可以互通,实行了并网供电。神舟飞船为了确保各个任务阶段能源的充足供给,也配置了舱段间的并网供电功能,此阶段的并网供电可以确保返回过程能量供给的。高可靠高安全需求。”
推进舱与返回舱分离前,“老二”应急电源开始参与并网供电。顾名思义,它还肩负着一项重要任务:在主电源发生故障后挺身而出,以一己之力助力飞船安全返回地球。推进舱与返回舱分离后,太阳帆板结束使命,“老大”主电源停止工作,为飞船保驾护航的接力棒传到“老三”返回电源手中。从穿过黑障区,到打开降落伞,直到最后的平安降落,返回电源稳稳护送航天员回家之路。
返回过程中,“老四”火工品电源也身兼重任:为轨道舱和返回舱的火工品提供能量,助力三舱分离、弹伞舱盖、抛防热大底等关键步骤顺利实施。值得一提的是,“四兄弟”的家庭成员也是相当丰富,既有砷化镓太阳电池、镉镍蓄电池,又有锌银蓄电池,大伙既协同工作,又接力工作,忙得“不亦乐乎”,一切为了航天员安全返回。
“天团”凯旋,这一单机是返回舱落地的关键
在神舟十六号飞船返回任务中,中国航天科技集团有限公司八院804所承担了着陆搜寻信标机、话音处理设备、USB应答机、图像处理设备、遥控遥测设备等多台产品研制工作。其中,着陆搜寻信标机在飞船返回任务中扮演着重要角色,是返回舱落地的关键。着陆搜寻信标机隶属于载人航天返回舱搜救示位系统,是飞船与地面之间的通信设备之一。它像一枚“信号弹”,主要用于返回舱出黑障区后的搜寻和通讯。
博士天团“返乡”交差的最后一程要穿越一个“黑障区”,在这几分钟时间里,返回舱舱体以超过7千米/秒的速度与大气层摩擦、燃烧,并且返回舱内出现很多噪音、震动,航天员仿佛置身太上老君的“炼丹炉”,被高温环绕的返回舱俨然一只“火球”,在嘶吼的火焰中坠落。高温产生的电离层,让无线电信号被阻断,返回舱被等离子鞘套“隐身衣”包裹,处于失联状态。等离开黑障区后,着陆搜寻信标机立即启动,向外发出信标信号,确保着陆场搜救人员准确跟踪返回舱,这也意味着三位航天员通过了考验。
在返回着陆过程中,航天员还可以通过着陆搜寻信标机与地面建立话音通信,进行实时连线,这是着陆返回过程中的“通信保障线”。
着陆搜寻信标机具备半双工通信功能,不仅可以向外发送位置信息,还可以切换通话模式,通过信标机与话音处理器的配合,确保航天员与地面搜寻人员“接通电话”。为了保证万无一失,设计师用每一次都是从零开始的心态,对已多次参加神舟任务的着陆搜寻信标机,开展全面的测试和试验,研制过程中持续关注指标的一致性和稳定性。产品虽小,但它在返回任务中不可或缺,一方面能使航天员与指挥部门沟通,另一方面可以和医监医保医生通话,在博士天团“下班”的关键阶段发挥了重要作用。
青年报·青春上海 记者 刘晶晶
编辑:张红叶
来源:青春上海News—24小时青年报
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