神舟十一號(hào)飛船返回前,主著陸場(chǎng)區(qū)已準(zhǔn)備就緒。新華社發(fā)
昨天中午12點(diǎn)41分,神舟十一號(hào)飛船與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室成功實(shí)施分離,航天員景海鵬、陳冬即將踏上返回之旅。截至目前,他們?cè)谔鞂m二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室已工作生活了30天,創(chuàng)造了中國(guó)航天員太空駐留時(shí)間的新紀(jì)錄。按照計(jì)劃,在結(jié)束33天太空遨游后,兩名航天員將于今日在內(nèi)蒙古四子王旗主著陸場(chǎng)區(qū)返回祖國(guó)。天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室則將繼續(xù)在軌運(yùn)行、開(kāi)展有關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn),于2017年4月接受天舟一號(hào)飛船的訪(fǎng)問(wèn)!
航天員撤離天宮
昨天,組合體分離前,航天員在地面科技人員的配合下,撤收了天宮二號(hào)艙內(nèi)的有關(guān)試驗(yàn)裝置和重要物品,放置到神舟十一號(hào)返回艙中。離開(kāi)天宮二號(hào)前,景海鵬、陳冬向地面科技人員和關(guān)心支持航天事業(yè)的人們表達(dá)了感謝和敬意。
隨后,兩名航天員身著艙內(nèi)航天服,回到神舟十一號(hào)返回艙,關(guān)閉返回艙艙門(mén),進(jìn)行返回前各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。兩個(gè)航天器分離后,神舟十一號(hào)首先撤離至120米停泊點(diǎn)保持位置,狀態(tài)確認(rèn)正常后,在地面指令控制下逐漸遠(yuǎn)離天宮二號(hào)。
今天,神舟十一號(hào)返回艙將首次從高度約393公里的軌道上返回,考核從空間站運(yùn)行軌道返回的相關(guān)技術(shù)。天宮二號(hào)將繼續(xù)在軌運(yùn)行、開(kāi)展有關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn),于2017年4月接受天舟一號(hào)飛船的訪(fǎng)問(wèn)。
1 飛船如何返回地球?
進(jìn)入大氣層后被火焰包圍
長(zhǎng)達(dá)33天的在軌運(yùn)行,神舟十一號(hào)想要“回家”,第一步就是和天宮二號(hào)分離,然后是制動(dòng)離軌,進(jìn)入返回軌道。
隨后,飛船開(kāi)始自由下降。從離開(kāi)原運(yùn)行軌道到進(jìn)入大氣層之前,飛船要完成推進(jìn)艙分離,建立再入姿態(tài),返回艙要建立正確的再入姿態(tài)角(速度方向與當(dāng)?shù)厮矫娴膴A角)。這個(gè)角度必須精確地控制在一定范圍內(nèi),如果角度太小,飛船將從大氣層邊緣擦過(guò)而不能返回;如果角度太大,飛船返回速度過(guò)快,就會(huì)像流星一樣在大氣層中燒毀。
飛船返回艙進(jìn)入稠密大氣層后,是返回過(guò)程中環(huán)境最為惡劣的階段?諝饷芏仍絹(lái)越大,返回艙與空氣劇烈摩擦,使其底部溫度高達(dá)數(shù)千攝氏度,返回艙周?chē)换鹧嫠鼑虼,?duì)返回艙要采取特殊的防熱措施。
最后,返回艙開(kāi)始開(kāi)傘著陸。在距地面10千米左右高度,返回艙的回收著陸系統(tǒng)開(kāi)始工作,先后拉出引導(dǎo)傘、減速傘和主傘,使返回艙的速度緩緩下降,并拋掉防熱大底。在距地面1米左右時(shí),啟動(dòng)反推發(fā)動(dòng)機(jī),使返回艙實(shí)現(xiàn)軟著陸。為了迎接它,地面回收試驗(yàn)隊(duì)已進(jìn)行過(guò)多次演練,做好全面準(zhǔn)備。
2 飛船降落傘有多大?
三個(gè)籃球場(chǎng)大可塞入冰箱
神舟十一號(hào)降落傘裝置主要用于降低返回艙的速度,保證返回艙的穩(wěn)降姿態(tài),使航天員得以安全平穩(wěn)降落。主傘面積約1200平方米,全部展開(kāi)后能覆蓋三個(gè)籃球場(chǎng);主傘拉直長(zhǎng)度超過(guò)70米,可橫跨足球場(chǎng)。
別看主傘是個(gè)龐然大物,體態(tài)卻十分輕盈,重量不到100公斤,收攏后裝進(jìn)傘包的體積不到200升,可塞進(jìn)普通的家用冰箱。不過(guò),降落傘可不是隨意團(tuán)起來(lái)放在返回艙里,而是整齊有序地疊在傘包中。這就涉及到一項(xiàng)聽(tīng)起來(lái)簡(jiǎn)單、卻有很高技術(shù)含量的工作——包傘。
按照專(zhuān)業(yè)的說(shuō)法,包傘就是將降落傘的傘衣、傘繩和連接吊帶等部件裝進(jìn)傘包,使之保持一定的幾何形狀,并保證傘衣等部件在工作前不受氣流吹襲和不與其它物體鉤掛,在工作時(shí)則要保證按預(yù)定程序開(kāi)包工作。
據(jù)航天科技集團(tuán)五院508所李少騰介紹,降落傘制作完成并檢驗(yàn)合格后,即進(jìn)入包傘環(huán)節(jié)。整個(gè)包傘流程有幾十道工序,要保證96根降落傘傘繩互不纏繞,要用15噸(約為兩頭大象的體重)的壓力將傘衣、傘繩和連接吊帶等部件壓進(jìn)傘包,還要進(jìn)行“強(qiáng)度不亞于在健身房鍛煉兩小時(shí)”的封包工作。
3 飛船返回怎樣搜救?
包括跟蹤測(cè)控等4個(gè)環(huán)節(jié)
神舟十一號(hào)搜救任務(wù)包括4個(gè)環(huán)節(jié)。
第一個(gè)環(huán)節(jié)是返回艙跟蹤測(cè)控。神舟十一號(hào)啟動(dòng)制動(dòng)返回程序后,經(jīng)過(guò)約30分鐘進(jìn)入主著陸場(chǎng)設(shè)備跟蹤范圍。測(cè)控設(shè)備主要有雷達(dá)和光學(xué)設(shè)備兩類(lèi)。位于主著陸場(chǎng)區(qū)西北方向的白云鄂博雷達(dá)站捕獲到返回艙信號(hào)后,迅速測(cè)量出返回艙出黑障區(qū)前后的軌道;在主著陸場(chǎng)區(qū)的大廟場(chǎng)區(qū)的測(cè)控設(shè)備捕獲目標(biāo)后,向返回艙發(fā)送“回收著陸系統(tǒng)加電”遙控指令。光學(xué)設(shè)備則能保證不間斷地拍攝返回艙在黑障區(qū)前后及開(kāi)傘著陸的實(shí)況景象,并實(shí)時(shí)傳輸至指揮部。
第二個(gè)環(huán)節(jié)是返回艙搜索尋找。該環(huán)節(jié)主要依靠空中搜救分隊(duì)。這次的空中搜救力量,較以往的固定翼飛機(jī)和直升機(jī),新增了兩架無(wú)人機(jī),使得空中搜尋的視場(chǎng)更大、效率更高。
第三個(gè)環(huán)節(jié)是航天員救援。當(dāng)搜救隊(duì)伍抵達(dá)返回艙著陸點(diǎn)后,先要進(jìn)行返回艙外觀(guān)檢查,在確認(rèn)著陸姿態(tài)正常,沒(méi)有燃料泄露等異常情況后,再由搜救隊(duì)員打開(kāi)艙門(mén)。隨后,醫(yī)監(jiān)醫(yī)保人員進(jìn)入艙內(nèi),對(duì)航天員進(jìn)行血壓測(cè)量、心跳測(cè)量、外傷檢查等常規(guī)查體,過(guò)程大約持續(xù)20分鐘。在確認(rèn)航天員身體狀況良好后,將其轉(zhuǎn)運(yùn)至醫(yī)監(jiān)醫(yī)保直升機(jī)。
轉(zhuǎn)運(yùn)航天員所用的是一個(gè)半躺式座椅?紤]到寒冷天氣對(duì)航天員的影響,航天員出艙后將為其添置保暖型睡袋和蓋毯。重力適應(yīng)過(guò)程則由以往的在艙內(nèi)進(jìn)行改至在直升機(jī)上進(jìn)行,適應(yīng)過(guò)程需要約80分鐘。
第四個(gè)環(huán)節(jié)是返回艙處置回收。在航天員進(jìn)行醫(yī)監(jiān)醫(yī)保程序后,搜救隊(duì)員會(huì)進(jìn)入返回艙內(nèi),將有效載荷盡快取出,移交給相關(guān)科研單位。這些有效載荷將隨航天員專(zhuān)機(jī)一道返回北京。載荷取出完畢后,搜救隊(duì)員將對(duì)返回艙進(jìn)行拍照攝像、測(cè)量實(shí)際落點(diǎn)等,隨后將其吊裝至專(zhuān)用車(chē)輛,運(yùn)送至著陸場(chǎng)站存放,次日通過(guò)專(zhuān)列將其轉(zhuǎn)運(yùn)至北京。至此,飛船返回搜救任務(wù)全部結(jié)束。