首页|视野|消息|博览|滚动|焦点|新知|数据|追踪|聚合|推荐|围观|精选|快讯|热点|荐闻

揭秘神舟十一号飞船返航利器:最后关头高度判断|返回舱|飞船|着陆

发稿时间:2016-11-22 15:39:43 来源:米皮网

  终于,在太空生活工作了30天的航天员景海鹏、陈冬安全返回了祖国母亲的怀抱。11月18日,乘着红白相间的巨大伞衣,神舟十一号载人飞船返回舱在四子王旗草原上安全着陆,这是神舟飞船回收着陆系统的第11次出发,创下回收系统最长在轨纪录后,安全返回。

  正如公众从电视画面里看到的那样,神舟十一号返回时,引导伞、减速伞、主伞相继打开,着陆反推发动机点火工作,返回舱着陆。这些动作只有一个目的,即让飞船返回舱温柔地拥入地球母亲怀抱,减轻着陆冲击对航天员健康以及航天器的损害。

  这并不容易,回收着陆是载人航天活动的最后步骤,也是决定航天员能否安全回家的最后一棒。中国青年报·中青在线记者采访相关专家,揭秘护航神舟十一号飞船安全返回的三大利器。

  随着神舟十一号在四子王旗预定区域顺利着陆,LM-313雷达(代号“回收一号”)的回收跟踪测量任务也宣告结束。

  “回收一号”雷达用于飞船返回段测量,从载人飞船突破大气层奔向地面的那刻起,“回收一号”就密切“注视”着它,搜索返回路径,捕捉目标,告诉地面等待的人们,神舟十一号回家了。

  这部由航天科工集团二院23所研制的雷达,是我国第一部精密跟踪相控阵测量雷达。早在1999年8月,它就被布置在白云鄂博场区前置雷达站,同年11月21日,完成了对“神舟一号”的回收段跟踪测量任务。

  至今,“回收一号”已连续11次执行“神舟”飞船回收任务和“和平号”空间站返回测量任务,均圆满完成任务。它还接过“嫦娥”回家,在载人航天工程中,可谓是个“老司机”。

  “回收一号”的项目总师向记者透露,尤其是在执行神舟二号任务时,在主着陆场只有“回收一号”跟踪飞船返回的情况下,正是靠它的数据找到飞船,立下了大功。

  11月18日中午,神舟十一号载人飞船的着陆回收任务开始了,“回收一号”静静地立在回收场里,目光如炬。

  当返回器距地面一定公里时,雷达屏幕上开始出现捕获范围内的第一点。“回收一号”的项目总师说,随着指控大厅工作人员报出“回收一号”发现目标,所有人为之振奋。此后的时间,回波捕获持续、稳定,直到神舟飞船安全着陆。

  连接:让返回舱自由地飞向着陆场

  在神舟十一号飞船上,有一个被称作“连接分离机构”的零件,从外面几乎看不到,它小得如茶杯大小,隐匿于各个舱段之间,是一个不折不扣的幕后英雄。

  连接分离机构,说白了就是3把锁,在轨道舱和返回舱之间的,是一号锁,主要是航天员顺利返回地球的第一道安全保障。在返回舱和推进舱之间的,是二号锁,用来保证返回舱进入大气层后在预定时间预定地点着陆的首要设备。而在飞船着陆前,则轮到抛底锁上场,抛底锁的动作,关系到防热大底能否按时抛掉,是返回时保障航天员生命安全的重要程序。

  也因此,连接分离机构被形象地比作神舟飞船的臂膀,可以有力地连接起了飞船的三舱,同时又按照飞船工作的阶段性要求,毫秒不差地将各个舱段分开。

  这一系统由航天科工集团三院111厂研制,别看就这3道“锁”,做起来却并不容易。

  要知道,在火箭上升时,这3把“锁”要承受重达数吨的载荷,保证舱间紧密连接。用航天科工集团三院111厂连接分离机构项目负责人的话说,飞船在飞行过程中并不能保证一帆风顺,有时可能会遇到空中的横向气流,会受到转弯弯矩的影响,这就必须保证在发射和运行段,实现绝对刚性连接,克服各种各样的外力,不允许出现任何松动,否则会产生飞船空中解体或地面解体的后果。

  接下来是对接时的考验,当飞船临近“天宫二号”以及实施交会对接过程中,连接更需要保证牢固,不受外力影响。当交会对接完成,飞船准备返回时,一号锁就要准确地打开,推掉轨道舱,让推进舱和返回舱组合体踏上回家之路。

  当推进舱助推返回舱重返大气层内,在预定时间抵达预定轨迹时,二号锁就要毫不犹豫地打开,推掉推进舱,让返回舱自由地飞向着陆场。

  最后的时刻来了。当返回舱接近着陆场时,舱底端用于防御吸收大气层摩擦热量的防热大底已结束使命,由抛底锁执行抛底任务。111厂的项目负责人表示,将大底抛掉,里面叠放的降落伞才能顺利打开,进而带着返回舱安全返回地面。

  刹车:最后关头的高度判断

  在神舟十一号载人飞船减速降落的最后一刻,一片耀眼的光焰,闪现在电视画面中。很多人会为此心头一紧:“这么大的冲击力,都冒火光了?”

  事实上,这道“光”正是安全的信号,是神舟十一号返回舱反推发动机启动的标志。在飞船着陆前的最后关头,由航天科工集团三院35所研制的γ高度控制装置,探测出返回舱距地面的高度,启动反推发动机,“紧急刹车”,将下降速度减小到安全速度。

  经过与空气的“软”摩擦之后,神舟飞船返回舱进入着陆缓冲环节,原本,这最后一步是硬碰硬的撞击,但γ高度控制装置的负责人王征告诉记者,该装置能够让飞船在着陆瞬间,判断飞船的高度,从而实施“刹车”,具体来看其过程——

  在返回舱降至离地面约几千米高度时,主伞打开,γ高度控制装置开始加电工作。

  在距离地面数米高度时,γ高度控制装置给出预指令信号,提示航天员即将着陆。

  在返回舱接近地面时,γ高度控制装置给出点火指令,控制反推发动机点火,至此,该装置的使命完成了。

  γ高度控制装置,被称作神舟飞船飞行任务的最后环节,是飞船的关键设备。然而,在神舟八号任务之前,我国在这方面一直是使用国外产品。

  那时,国内采用γ放射源实现高度控制缺少相关研究。航天科工集团三院35所项目组在成立之初,只有行政指挥加3个老师傅和两个年轻人,算得上是该所规模最小的队伍。

  时任所长助理的刘波,担任了γ高度控制装置项目行政指挥,他说,当时的情况不比现在,谁也不知道我们的产品最后能不能上飞船,可谓“前路不明”。

  日复一日的等待与付出终于得到了回应,35所γ高度控制装置在综合空投试验中,用成绩证明了自己,终于成为神舟七号备份产品。那一年,王征成了γ高度控制装置的主任设计师,即该项目第三代主任设计师。

  2011年11月,国产的γ高度控制装置成功应用于神舟飞船。王征认为自己是幸运的,虽然有太多的难关要克服,但给予自己施展抱负的机会和支持,让自己懂得了国家的航天事业是如何铸就的,懂得了什么是“国家利益高于一切”,更懂得了什么是传承。

  如今这次任务,是这个国产的γ高度控制装置第4次参加神舟飞船航天飞行,正是这件小部件,为航天员点亮回家最后的这段路。航天人经历了10余年的艰难拼搏,经历过不断的跌倒、质疑、又爬起来前行的历炼,“把国产的装置送上天”的梦终于圆了。

责任编辑:刘军
猜你喜欢