6月4日清晨，在萬眾期待下，一頂紅白相間的大傘如約綻放在戈壁荒漠上空，守護著神舟十五號載人飛船返回艙徐徐飄落、穩(wěn)穩(wěn)著陸。隨后，返回艙艙門打開，“圓夢乘組”在完成6個月的飛行后，順利回家。

　　神舟十五號飛行任務(wù)是中國人的第十次飛天。神舟十五號載人飛船于2022年11月29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接形成組合體。作為迄今為止執(zhí)行任務(wù)時平均年齡最大的航天員乘組，他們不僅刷新了中國航天員單個乘組出艙活動次數(shù)的紀錄，還見證了中國空間站全面建成的歷史時刻。

　　載人飛船回收試驗隊——

　　提前進行多次全流程桌面推演、全系統(tǒng)綜合演練

　　本次神舟十五號載人飛船的返回，精心設(shè)計、環(huán)環(huán)相扣。

　　據(jù)中國航天科技集團五院載人飛船回收試驗隊總體負責人彭華康介紹，此次返回包括分離、制動、再入、減速、著陸緩沖5個階段。

　　分離階段——此次返回仍然延續(xù)神舟十三號載人飛船以來的“快速返回方案”，即神舟十五號載人飛船在與空間站組合體分離后，繞地球飛行5圈后開始返回地面。隨后，飛船返回艙與軌道艙分離。

　　制動階段——神舟十五號載人飛船延續(xù)了神舟十二號載人飛船以來的預(yù)測——校正雙環(huán)制導(dǎo)方式，使返回艙以精確計算的再入角度進入地球大氣層，推進艙在穿越大氣層時燒毀。

　　再入階段——艙上自帶的發(fā)動機將返回艙調(diào)整為大底朝前的配平狀態(tài)，以升力控制的方式再入。

　　減速階段——距離地面10公里左右時，返回艙引導(dǎo)傘、減速傘和主傘相繼打開，將飛船的速度降低到每秒幾米。

　　著陸緩沖階段——距離地面1米左右時，反推發(fā)動機向下點火，使返回艙進一步減速，最終以每秒1—2米的速度著陸。

　　為確保萬無一失，試驗隊提前進行了4次全流程桌面推演和3次全系統(tǒng)綜合演練，重點對正常和故障處置流程、故障預(yù)案、處置程序、安全要求、關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行學(xué)習(xí)與演練，并聯(lián)合著陸場系統(tǒng)對薄弱環(huán)節(jié)進行了演練與驗證。圍繞返回過程故障、著陸環(huán)境異常、處置工序故障三大類故障模式，他們還準備了20多種處置預(yù)案。

　　值得一提的是，由中國航天科技集團五院502所研制的飛船返回再入GNC（制導(dǎo)導(dǎo)航與控制）技術(shù)全程發(fā)揮了重要作用。從神舟十二號載人飛船至神舟十五號載人飛船這一批次的4艘神舟飛船，采用的是“自適應(yīng)預(yù)測制導(dǎo)方法”，即第二代返回再入技術(shù)。據(jù)中國航天科技集團五院載人飛船系統(tǒng)副總設(shè)計師胡軍介紹，如果采用一代技術(shù)，當出現(xiàn)大范圍的軌道條件變化時，就需要地面進行人工干預(yù)；如果采用二代技術(shù)，GNC技術(shù)則可以自主適應(yīng)，能實現(xiàn)一系列更好的效果。

　　返回艙降落過程中，那頂引人注目的大傘，其實并不陌生。從神舟一號算起，它已經(jīng)為神舟系列飛船“綻放”了15次，持續(xù)實現(xiàn)優(yōu)化創(chuàng)新。據(jù)中國航天科技集團五院508所專家介紹，這頂1200平方米的神舟飛船主傘是國內(nèi)最大的航天器降落傘，由7000多個零部件組成。整個傘的縫線長達10千米，需要十幾位加工人員加工3至4個月才能完成，僅主份降落傘的加工工序就有30多道。

　　東風著陸場——

　　地面支持系統(tǒng)快速定位精度達到20米級

　　神舟十五號載人飛船是2021年9月以來東風著陸場執(zhí)行的第四次載人飛船搜索和航天員救援任務(wù)，也是我國空間站應(yīng)用與發(fā)展階段東風著陸場迎接的首艘載人飛船和首個航天員乘組。

　　為此，東風著陸場開展了跨凌晨搜救行動，凌晨2點起搜救分隊就陸續(xù)開始行動。

　　據(jù)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心正高級工程師、載人航天工程著陸場系統(tǒng)副總設(shè)計師卞韓城介紹，東風著陸場多措并舉守護航天員安全回家。

　　首先，推進著陸場布局優(yōu)化。東風著陸場屬陸地小面積著陸場，飛船返回機會相對較少，針對神舟十五號返回任務(wù)，在東風著陸場周邊勘選了應(yīng)急備降場，按照飛船連續(xù)兩圈可返回、連續(xù)兩天可返回狀態(tài)設(shè)計了搜救方案。

　　其次，新增后彈道返回搜救區(qū)域。神舟十五號載人飛船返回任務(wù)規(guī)劃了飛船后彈道返回搜救區(qū)，在以往大范圍偏差搜救預(yù)案的基礎(chǔ)上，設(shè)計了飛船后彈道返回搜救方案，提升了東風著陸場應(yīng)對大范圍偏差快速搜救能力，航天員安全保障能力進一步增強。

　　同時，構(gòu)建非合作式搜索體系。航天搜救傳統(tǒng)上使用合作式搜索體系：搜索分隊根據(jù)飛船返回艙發(fā)射的信標實施定向搜索，一旦返回艙信標失效，只能采取目視方法搜索?；诰迫l(wèi)星發(fā)射中心強大的返回測控支持能力，提出構(gòu)建非合作式快速精準搜索體系構(gòu)想。神舟十五號載人飛船返回任務(wù)，已經(jīng)具備可視化捕獲跟蹤、高精度定位測量等能力，飛船返回艙著陸后，空中分隊快速定位精度達到30米級、地面支持系統(tǒng)快速定位精度達到20米級。合作式和非合作式兩種搜索體系的融合應(yīng)用，可顯著提升東風著陸場快速精準搜索到達能力，破解返回艙信標失效等難題。

　　此外，創(chuàng)新預(yù)案體系構(gòu)建方法。神舟十五號載人飛船返回任務(wù)進一步創(chuàng)新預(yù)案體系構(gòu)建方法，形成新一代預(yù)案體系，識別出各類風險28項，制定異常情況應(yīng)急指揮要點24份，各單位根據(jù)承擔任務(wù)和專業(yè)分類制定應(yīng)急處置預(yù)案200余份。

　　在著陸場區(qū)指揮部統(tǒng)一組織下，東風著陸場各參試力量于5月10日就進場完畢。神舟十五號載人飛船返回任務(wù)東風著陸場組建了1支空中（直升機）分隊、1支固定翼飛機（載傘降救援組）分隊、1支地面分隊共3支專業(yè)搜救力量；組建了1支道路封控分隊、1支搜救支援分隊、1支搜救預(yù)備隊，與專業(yè)搜救力量等協(xié)同完成搜救任務(wù)。

　　測控通信系統(tǒng)——

　　具備黑障區(qū)穩(wěn)定跟蹤飛船的能力

　　神舟十五號載人飛船從距離地面約400公里的空間站軌道返回，精準降落到東風著陸場。這個難度曾被人比喻為“萬里中10環(huán)”。為了應(yīng)對如此大的挑戰(zhàn)，任務(wù)各戰(zhàn)線團結(jié)協(xié)作、合力攻關(guān)。

　　返程的每一步，都需要測控通信系統(tǒng)接力牽引，完成遙測、外測來接收和發(fā)送指令，觀測分析返回艙位置、速度、飛行姿態(tài)。在主著陸場，中國電科集團布設(shè)了便攜站、機載站、車載站、固定站等站型及多型號衛(wèi)星通信系統(tǒng)，編織致密安全的測控通信網(wǎng)，實時測量飛行軌道，監(jiān)測返回艙供電、溫度、氣壓等參數(shù)及航天員各項生理參數(shù)，實時傳送地面發(fā)出的指令，指揮返回艙變軌、調(diào)整姿態(tài)，實時傳輸話音、圖像數(shù)據(jù)，讓地面可以與航天員實時溝通。

　　中國電科集團還研制布設(shè)了機載、車載、船載、便攜式定向儀。這些定向儀采用無線電“呼叫——應(yīng)答”模式，受外部環(huán)境因素影響更小，裝備在運輸機、直升機、搜索車輛等搜索平臺上，能全天時、全天候、無盲區(qū)地接收返回艙“呼叫”信標，引導(dǎo)搜索力量迅速向落點靠攏。

　　返回艙穿越黑障區(qū)時，會與地面人員暫時失去聯(lián)系。本次任務(wù)中，專家表示，經(jīng)過測控人員接續(xù)攻關(guān)，聯(lián)合多家科研機構(gòu)，針對飛船在黑障區(qū)的雷達回波信號特點，不斷完善有針對性的信號檢測和跟蹤技術(shù)，現(xiàn)已具備了黑障區(qū)穩(wěn)定跟蹤飛船的能力。

　　《 人民日報 》（ 2023年06月05日 10 版）

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