冬夜歸來 科技力量為神舟十四號回家保駕護航

新華社酒泉12月4日電題：冬夜歸來 科技力量為神舟十四號回家保駕護航

新華社記者温競華、胡喆、宋晨

12月4日20時09分，神舟十四號載人飛船返回艙在東風着陸場成功着陸，神舟十四號載人飛行任務取得圓滿成功。

此次神舟十四號乘組返回是中國空間站“T”字基本構型建成後的首次返回任務，也是載人飛船首次在冬季夜間返回東風着陸場，任務延續了神舟十三號載人飛船返回以來的技術狀態，使用快速返回模式，返回繞飛地球從18圈縮短至5圈，返回時間縮短近20小時。相較於此前的任務，低温與暗夜是本次任務的兩大挑戰。面對考驗，我國科研團隊創新多項技術方法，為神舟十四號乘組順利回家保駕護航。

熱控系統讓航天員回家旅途更温暖舒適

12月的東風着陸場，凜冽寒風吹襲着大漠戈壁，夜間極端温度低至零下20多攝氏度。很多人關心，神舟十四號乘組航天員的回家旅途如何保暖？

航天科技集團五院載人飛船回收試驗隊總體技術負責人彭華康介紹，當載人飛船與空間站分離後，飛船上自身的熱控分系統就會接管温濕度控制，將密封艙的温度控制在17攝氏度至25攝氏度範圍內。

這一系統採取的措施包括主動熱控和被動熱控。被動熱控指飛船艙體表面的防熱材料、塗層和艙內風扇等；主動熱控則包括飛船內的加熱片和輻射器等。

在進入大氣層的過程中，由於和大氣層產生劇烈摩擦，返回艙温度會出現一定程度的升高。但是通過熱控預冷手段，可以提前降低返回艙內的温度，同時，返回艙表面燒蝕材料的燒蝕昇華會帶走大量的熱量。

返回艙落地後，則主要是艙體的被動保温性能在發揮作用。“通過仿真計算，如果返回艙落在零下25攝氏度的沙漠，在不打開艙門和通風風扇的情況下，艙內的温度可以保持在15攝氏度以上達1個小時。”彭華康説。

記者從中國航天員中心瞭解到，針對低温暗夜的環境，科研人員新研製了航天員保暖裝置，增加了輔助照明的系列措施，同時優化醫監醫保工作流程，減少航天員艙外暴露時間，保證了及時進入載體開展醫監醫保相關工作。

通信測控網為飛船安全返航打造“明亮眼睛”

從返回艙變速進入返回軌道到推進艙與返回艙分離，從返回艙進入大氣層到安全着陸……返回的每一步，都需要測控系統來接收和發送指令，層層牽引護航歸途。

在主着陸場，中國電科佈設了多站型的衞星通信系統和多型號測控系統，並對衞星通信設備進行升級改造，傳輸容量提升5至10倍。最新研製的回收區北斗態勢系統，利用北斗導航系統定位和短報文功能，構建指揮中心、前方指揮、搜索平台三位一體的指揮體系，大幅提升了返回艙搜索效率，縮短了回收時間。

而自神舟十四號返回艙進入大氣層起，航天科工集團二院的測量雷達就如同“明眸”一般，開始了即時數據的跟蹤測量。

返回艙進入大氣層時形成的“黑障區”會隔絕返回器與地面測控站之間的通信聯絡。為解決這一問題，航天科工集團二院23所自主研製了相控陣測量雷達“回收一號”，執行本次任務的雷達吸收了此前任務經驗，設計上進行了優化提升。

黑暗和極寒雙重挑戰，對定向搜救設備提出了更高要求。中國電科22所載人航天任務團隊負責人宋磊介紹，本次任務中，科研團隊強化天空地一體化搜索引導體系建設，最新研製的航天員通話電台，在着陸場與測控系統實現無縫銜接，首次將艙內航天員呼叫話音“延伸”至北京飛控中心。

此外，直升機前艙搜索引導系統針對着陸場現場的多源搜救信息進行深度融合、智能決策，幫助搜索直升機在很遠距離之外就能提前預知返回艙的運行軌跡，為搜索任務爭取了寶貴“提前量”。

減速緩衝環環相扣實現“温柔”着陸

彭華康介紹，從返回艙進入大氣層開始，隨着艙體表面防熱材料的碳化燒蝕帶走大量熱量，返回艙飛行動能不斷減少，速度由7.9公里每秒逐漸降低到幾百米每秒。

在距離地面40公里左右時，飛船已基本脱離“黑障區”。返回艙上安裝的靜壓高度控制器，通過測量大氣壓力來判斷所處高度，當返回艙距離地面10公里左右時，引導傘、減速傘和主傘相繼打開，三傘的面積從幾平方米逐級增大到1000多平方米。這一套降落傘把返回艙速度從200米每秒降低到7米每秒，達到減小過載、保護航天員的目的。

在主傘完全打開後不久，返回艙內的伽馬高度控制裝置開始工作，通過發射伽馬射線，即時測量距地高度。

當返回艙降至距離地面1米高度時，底部的伽馬高度控制裝置發出點火信號，艙上的4台反推發動機點火，產生一個向上的衝力，使返回艙的落地速度達到1至2米每秒。同時，安裝緩衝裝置的航天員座椅會在着陸前開始抬升，進一步減小航天員的落地衝擊，實現“温柔”着陸。