北京時(shí)間2021年9月17日13時(shí)34分,神舟十二號(hào)載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場(chǎng)成功著陸,執(zhí)行飛行任務(wù)的航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波安全順利出艙,身體狀態(tài)良好,空間站階段首次載人飛行任務(wù)取得圓滿成功。此次是東風(fēng)著陸場(chǎng)首次執(zhí)行載人飛船搜索回收任務(wù)。12時(shí)43分,北京航天飛行控制中心通過地面測(cè)控站發(fā)出返回指令,神舟十二號(hào)載人飛船軌道艙與返回艙成功分離。此后,飛船返回制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火,返回艙與推進(jìn)艙分離。返回艙成功著陸后,擔(dān)負(fù)搜救回收任務(wù)的搜救分隊(duì)第一時(shí)間抵達(dá)著陸現(xiàn)場(chǎng),返回艙艙門打開后,醫(yī)監(jiān)醫(yī)保人員確認(rèn)航天員身體健康。

神舟十二號(hào)載人飛船于6月17日從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,隨后與天和核心艙對(duì)接形成組合體,3名航天員進(jìn)駐核心艙,進(jìn)行了為期3個(gè)月的駐留,在軌飛行期間進(jìn)行了2次航天員出艙活動(dòng),開展了一系列空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn),在軌驗(yàn)證了航天員長(zhǎng)期駐留、再生生保、空間物資補(bǔ)給、出船活動(dòng)、船外操作、在軌維修等空間站建造和運(yùn)營(yíng)關(guān)鍵技術(shù)。神舟十二號(hào)載人飛行任務(wù)的圓滿成功,為后續(xù)空間站建造運(yùn)營(yíng)奠定了更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。神舟十二號(hào)載人飛船由中國(guó)航天科技集團(tuán)五院抓總研制,由軌道艙、返回艙、推進(jìn)艙三艙構(gòu)成,是航天員實(shí)現(xiàn)天地往返的生命之舟,這是神舟載人飛船執(zhí)行的第七次載人飛行,歷經(jīng)三個(gè)階段從距離地面300多公里的太空穿越大氣,回到地面。當(dāng)3名航天員進(jìn)入神舟十二號(hào)載人飛船后,飛船開始與空間站天和核心艙分離,從核心艙前向?qū)涌诶@飛至后向?qū)涌冢倮@飛至徑向?qū)涌?。?jù)五院神舟十二號(hào)載人飛船副總設(shè)計(jì)師邵立民介紹,這是為神舟十三號(hào)的徑向交會(huì)對(duì)接進(jìn)行在軌技術(shù)驗(yàn)證。在返回飛行階段,軌道艙首先與返回艙、推進(jìn)艙分離,返回艙、推進(jìn)艙兩艙組合體通過制動(dòng)減速降低飛行速度,逐漸被地球引力牽引脫離原有飛行軌道,進(jìn)入自由滑行階段。之后,推進(jìn)艙和返回艙分離,返回艙以精確計(jì)算的再入角度進(jìn)入地球大氣,推進(jìn)艙在穿越大氣層時(shí)燒毀。

神舟十二號(hào)返回艙的外形像一個(gè)上窄下寬的“大鐘”,通過發(fā)動(dòng)機(jī)的姿態(tài)調(diào)整,以大底朝前的姿態(tài)通過升力式返回的方式返回地球。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多攝氏度高溫的火焰。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(wú)線電通信極大衰減,造成地面與飛船之間的無(wú)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(wú)法通過任何遙控方式對(duì)飛船進(jìn)行控制,依靠飛行器對(duì)狀態(tài)進(jìn)行全自動(dòng)處理。在距離地面40公里左右的高度時(shí),神舟十二號(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(lái)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,當(dāng)飛船即將著陸的瞬間,安裝在返回艙底部的反推發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行反向點(diǎn)火,保證返回艙在最后減速至2米每秒以下。與此同時(shí),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。五院神舟十二號(hào)載人飛船總體飛控負(fù)責(zé)人楊海峰將這個(gè)瞬間描述為“驚心動(dòng)魄的關(guān)鍵時(shí)刻”。
亮點(diǎn)1 精測(cè)高度 發(fā)出信號(hào)開啟回家“大幕”
神舟十二號(hào)飛船在軌飛行過程中,回收著陸系統(tǒng)只是在返回艙內(nèi)靜靜守候,直到飛船返回艙穿過大氣層后自由下落至距地10公里高度時(shí),由靜壓高度控制器判斷高度,并發(fā)出回收系統(tǒng)啟動(dòng)信號(hào),回收著陸系統(tǒng)才開始工作。靜壓高度控制器只是程序控制子系統(tǒng)的設(shè)備之一,整個(gè)程序控制的“幕后成員”還包括回收配電器、火工控制器、程序控制器、行程開關(guān)等,它們分工明確,各司其職,就像人類大腦的不同區(qū)域,通過發(fā)出程序控制指令信號(hào),控制著各執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成規(guī)定的彈傘艙蓋拉引導(dǎo)傘、拉減速傘、減速傘分離拉主傘、主傘解除收口、拋防熱大底、轉(zhuǎn)垂掛等一系列不可逆的動(dòng)作。
亮點(diǎn)2 逐級(jí)開傘 高鐵速度“急剎”到跑步速度
1200平方米的降落傘在飛船返回艙降落時(shí)不能一下子全部打開,否則傘會(huì)被空氣崩破。五院設(shè)計(jì)師們?yōu)轱w船量身定制了一套三級(jí)開傘程序,先打開兩個(gè)串聯(lián)的引導(dǎo)傘,再由引導(dǎo)傘拉出一頂減速傘。減速傘工作一段時(shí)間后與返回艙分離,同時(shí)拉出1200平方米的主傘。這一系列動(dòng)作成功將飛船返回艙從高鐵的速度降到普通人跑步的速度。為防止減速傘和主傘張開瞬間承受的力太大,減速傘和主傘均采用了收口技術(shù),也就是說(shuō),放慢傘繩從收攏到散開的過程,讓1200平方米的大傘分階段張開,保證整個(gè)開傘過程的過載處于航天員體感可承受的范圍。航天員也正因?yàn)楦惺艿竭@一連貫動(dòng)作的晃動(dòng),才能確認(rèn)回收系統(tǒng)工作正常。
亮點(diǎn)3 火箭反推 返回艙降速實(shí)現(xiàn)軟著陸
防熱大底是飛船進(jìn)入大氣層后的“鎧甲”,等主傘完全打開后一會(huì)兒,飛船返回艙就會(huì)拋掉這身“鎧甲”,伽馬高度控制裝置開始工作,通過發(fā)射γ射線,實(shí)時(shí)測(cè)量距地高度。當(dāng)飛船返回艙降至距離地面1米高度時(shí),返回艙底部的γ表發(fā)出信號(hào),“指揮”飛船返回艙上的4臺(tái)反推發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火,給返回艙一個(gè)向上抬的力,使返回艙的落地速度進(jìn)一步減小,航天員便可安全著陸。
亮點(diǎn)4 故障預(yù)案 充分把握救生機(jī)會(huì)
由于飛船返回艙在返回過程中處于高速運(yùn)動(dòng)的狀態(tài),一旦中途出現(xiàn)故障,外界無(wú)法采取營(yíng)救措施,也不可能將程序暫?;蚧謴?fù)到原位重新開始。因此,回收著陸系統(tǒng)的工作過程只能是由一系列不可逆按時(shí)序執(zhí)行的動(dòng)作組成。為保證航天員的生命安全,提高回收著陸系統(tǒng)工作的可靠性和安全性,五院設(shè)計(jì)師們想到了一切可能發(fā)生的緊急情況,為回收著陸系統(tǒng)設(shè)置了9種故障模式,涉及正常返回、中空救生、低空救生3種基本返回工作程序,采取了備份降落傘裝置、時(shí)間控制器、三組高度開關(guān)等多種備份措施,以全面保證返回艙在火箭發(fā)射段、上升段、正常返回和應(yīng)急返回段的安全返回與著陸。
亮點(diǎn)5 落點(diǎn)標(biāo)位 助力搜救快速定位
神舟飛船返回艙安全著陸后,為保證地面搜救系統(tǒng)及時(shí)搜索到返回地面的返回艙,除布設(shè)一定數(shù)量的雷達(dá),跟蹤測(cè)量返回艙軌道并預(yù)報(bào)落點(diǎn)位置外,五院設(shè)計(jì)人員還為返回艙上安裝了自主標(biāo)位設(shè)備,告訴搜救人員“我在這里”。標(biāo)位設(shè)備以發(fā)送目標(biāo)救援組織規(guī)定頻率和格式的無(wú)線電設(shè)備為主,返回艙落地后,國(guó)際救援示位標(biāo)會(huì)發(fā)射無(wú)線電信標(biāo)信號(hào),這種信標(biāo)信號(hào)符合國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn),能夠被岸站遍布世界各地的全球海事衛(wèi)星搜救系統(tǒng)所識(shí)別,從而確保搜救人員能夠快速找到返回艙。為方便夜間尋找返回艙,飛船返回艙的“肩部”位置還裝有閃光燈,直升機(jī)據(jù)此能在夜間發(fā)現(xiàn)返回艙。一旦發(fā)生意外,返回艙落在茫茫大海里,返回艙底部裝的海水染色劑會(huì)緩慢釋放,將附近水面染成亮綠色,持續(xù)時(shí)間可達(dá)4小時(shí),為飛機(jī)和救撈船提供引導(dǎo)。
回到地面航天員可以立即和家人團(tuán)聚嗎?
航天員在太空中長(zhǎng)期飛行回到地面后,可以立即回到家和家人團(tuán)聚嗎?恐怕不能。航天科普專家介紹,航天員回到地面后還有一個(gè)身體醫(yī)學(xué)檢查的過程,以便于后續(xù)相關(guān)團(tuán)隊(duì)制定他們的恢復(fù)方案。此外,按照此前航天員回到地面后的通行做法,他們還需要進(jìn)行一段時(shí)間的醫(yī)學(xué)隔離。據(jù)介紹,醫(yī)學(xué)隔離其實(shí)是對(duì)航天員的保護(hù)措施。因?yàn)樵谔罩虚L(zhǎng)期生活的航天員由于受太空失重環(huán)境的影響,導(dǎo)致體內(nèi)鈣質(zhì)流失、免疫力下降,在返回地面時(shí)體質(zhì)一般都比較虛弱。地面上任何一種常見的病毒,都可能對(duì)他們形成嚴(yán)重的威脅。因此,必須對(duì)他們實(shí)行嚴(yán)格的醫(yī)學(xué)隔離。至于隔離時(shí)間的長(zhǎng)短,取決于他們身體恢復(fù)的狀況,而這也與航天員在太空生活時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)。醫(yī)學(xué)專家表示,在短期飛行中,航天員可能出現(xiàn)定向反應(yīng)變差、空間錯(cuò)覺、運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)障礙、空間運(yùn)動(dòng)病等。如果長(zhǎng)期飛行,航天員們可能還會(huì)面臨肌肉萎縮、骨質(zhì)疏松、免疫力下降、水和電解質(zhì)代謝紊亂等風(fēng)險(xiǎn)。
