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直播截图

神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。(记者李国利、温竞华、黄一宸)

此前据央视网报道,神舟十四号三名航天员 陈冬、刘洋、蔡旭哲 自6月5日顺利入驻空间站后,已经在太空工作生活了半年时间。为了迎接他们平安“回家”,酒泉卫星发射中心着陆场系统近日进行了最后一次全流程、全要素搜救合练。

神舟十四号返回舱搜救回收空中分队指挥员陈实:“从1999年开始执行神舟飞船返回舱的搜索回收任务以来,总共有十来次了。这次我总结就是史上最难。因为极端温度能达到零下26摄氏度左右,所以低温对我们的装备,对我们的人员身体上都会造成一些困难。”

延伸阅读

神十四返回舱搜救任务或为史上最难?专家:面临两大挑战

结合此次神舟十四号返回舱着陆,针对任务看点,极目新闻记者早前采访了空间技术专家张传军。

搜救力量在东风着陆场展开第三次全系统综合演练现场(图片来源:大漠问天)

低温与夜间搜救是两大挑战

极目新闻:“出差”180多天,神舟十四号飞船返回舱将在冬日夜间着陆,与神舟十三号白天返回时相比,此次返回有哪些新的挑战?

张传军:此次返回,低温与夜间搜救是任务的两大挑战。由于直升机飞行的快捷性,航天员搜救任务均以直升机分队为主。在白天执行搜救任务时,搜救队员很容易发现目标,而在夜间返回,搜救队员靠目视看不到返回舱,必须借助微光、红外光学设备,才能发现返回舱,这就增加了搜索发现目标的难度,也增加了抵达返回舱着陆地点的难度。在极寒条件下返回,要为航天员准备可靠的御寒物资,确保打开舱门口后尽快组织航天员出舱,在舱外极寒环境下停留时间要尽可能短,并且能让航天员吃上热饭、喝上热水,用热水洗漱。极寒条件还可能导致机械设备低温启动困难、电子设备工作异常、电池续航能力降低、搜救队员操作失误等,因此,对于救援保障的要求特别高。

极目新闻:神舟十四号返回舱搜救回收空中分队指挥员陈实说,从1999年开始执行神舟飞船返回舱的搜索回收任务以来,这次或是史上最难,您怎么看?

张传军:神舟十二号载人飞船返回舱返回的时候是9月,神舟十三号载人飞船返回舱返回的时候是4月中旬,以前都是在十几度的常温下工作,而本次神舟十四号返回任务是在冬季夜间,飞船在设计上满足低温环境下开展工作,但第一次在东风着陆场零下20多摄氏度的环境下作业,对地面上所有的设备能否正常使用是一个考验。在东风着陆场,飞船有可能着陆于地貌复杂的区域,如山地、沙漠、盐碱地、梭梭林地、水域等。搜救过程中可能遭遇复杂天气现象,如刮风、下雪、起沙尘等。这些复杂情况、困难工况与极寒天气、暗夜环境叠加,进一步增加了搜索任务组织实施的难度。

极目新闻:从神舟五号到神舟十一号,都是在内蒙古四子王旗着陆场返回,为什么空间站开始建造后搬到了东风着陆场?

张传军:载人飞船着陆场最好的选择是人烟荒芜之地,就此而言,内蒙古的四子王旗着陆场和东风着陆场都比较合适,但近年来四子王旗人口密度有所增加。

从神舟十二号开始,空间站建造阶段一年至少发射两次载人飞船,还有两次飞船返回,任务密度比之前几年已经大大增加。另外,空间站航天员也有可能会随时因为特殊情况紧急撤离空间站,地面需要有常备搜救队,依托酒泉卫星发射中心的东风着陆场,常备搜救队伍的后勤条件显然是最好的。

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搜救力量在东风着陆场展开第三次全系统综合演练现场(图片来源:大漠问天)

航天员返回前还需锻炼身体

极目新闻:三名航天员在返回前需要做好哪些准备?

张传军:此次神舟十四号航天员乘组在返回前,首先要做的就是和神舟十五号航天员乘组完成在轨交接。12月2日晚,神舟十四、神舟十五号航天员已经进行了交接仪式,两个乘组移交了中国空间站的钥匙。另外,返回前,航天员一般还要做以下几项准备工作。一是加强体能训练。返回舱返回地球的过程是整个飞天过程的最具挑战性的。三名航天员在太空失重环境下生活了半年,身体已经适应了太空失重环境,返回地球要重新适应地球上的环境,因此返回前要加强体能方面的训练,以便在返回后能更快更好地适应地球环境;二是整理科研成果。所有的航天员都是全能型人才,他们精通天文、地理、医学实验、生物医药、对地观测、矿藏勘察、地球环境变化、太空育种等科研实验项目。在返回地球前,三名航天员要整理好半年来在太空中做的实验数据和科研成果资料。三是清理垃圾,对神舟十四号飞船进行全面检测。

三名航天员在空间站生活了半年,返回前要把垃圾清理好,搬进神舟十四号飞船。并对空间站内的物品进行盘点归位,对整个飞船系统进行全面安全检查,反复练习飞船返回时的整个操作流程,确保安全返航;四是搬运物品,做好返回前的准备。三名航天把整理好的科研资料和生活垃圾等物品搬到神舟14号载人飞船,做好所有准备和检查工作,关闭舱门穿好航天服,检查航天服的气密性,返回舱的操作系统,等待返回指令返回地球。

极目新闻:返回过程是怎样的?

张传军:神舟十四号载人飞船返回舱成功返回地面之前,将经历分离、制动、再入、减速、着陆缓冲五个阶段。

分离与制动阶段,神舟十四号在与空间站组合体分离后,再飞行几圈就开始返回地面。之后,位于前段的轨道舱与中段的返回舱推进舱组合体分离,返回舱、推进舱两舱组合体再通过制动变轨,使舱体从近400公里的圆形轨道变成近地点低于100公里的椭圆轨道;随后,推进舱和返回舱分离,返回舱再入地球大气层,推进舱在穿越大气层时烧毁。

再入阶段,神舟十四号返回舱的外形像一个上窄下宽的大钟,再入之前,舱上自带的发动机会将返回舱调整为大底朝前的配平状态,以升力控制的方式再入。再入的过程中,返回舱和大气层空气剧烈摩擦,形成包裹住返回舱的等离子区,造成地面与舱体之间信号中断,这段时间被称为“黑障区”,在这个过程中,地面无法通过任何遥控方式对飞船进行控制,依靠飞行器全自动处理。

减速阶段,在距离地面40公里左右时,飞船已基本脱离“黑障区”。返回舱上安装了静压高度控制器,通过测量大气压力来判断所处高度,当返回舱距离地面10公里左右时,静压高度控制器会给出一个信号,引导伞、减速伞和主伞相继打开。三伞的面积从几平方米增大到几十平方米再到一千多平米,通过这样逐级开伞的方式以减小过载,保护航天员。另外,为防止减速伞和主伞张开瞬间承受的力太大,在开伞时会处于收口即半打开状态,工作几秒后再完全打开。同时,为了保证航天员的生命安全,提高回收着陆系统工作的可靠性和安全性,返回舱上还配置了备份降落伞。飞船一旦检测到故障,就会按照预定程序切换到备份降落伞工作状态。

着陆缓冲阶段,防热大底与侧壁的防热材料是飞船进入大气层后的“铠甲”,等主伞完全打开后不久,返回舱就会抛掉这身“铠甲”,伽马高度控制装置开始工作,通过发射伽马射线,实时测量距地高度。当返回舱降至距离地面1米高度时,底部的伽马高度控制装置发出点火信号,舱上的4台反推发动机点火,产生一个向上的冲力,使返回舱的落地速度达到1-2米/秒。同时,安装缓冲装置的航天员座椅会在着陆前开始抬升,使冲击的能量被缓冲吸收,充分保证航天员落地的舒适性。

搜救力量在东风着陆场展开第三次全系统综合演练现场(图片来源:大漠问天)

返回舱主降落伞近3个篮球场大小

极目新闻:航天员出舱时为什么要工作人员抬着下来?

张传军:航天员在太空处于失重状态,时间一长,身体适应了微重力环境,出现耐力下降、肌肉萎缩、骨质疏松等情况。在太空时,血液均匀分布全身,而当他们回到地球后,重力会引起精神、身体和心理短期不适,血液也会迅速涌回下肢,造成大脑和上身缺血,容易导致晕厥等状况。而且,返回舱快速穿过大气层时,航天员需要承受巨大的旋转和撞击。早已适应了太空环境的身体,突然要经受地球引力的考验,这种巨大的反差会给身体带来极度不适,这时他们根本站不起来,为了防止发生意外,保障航天员的安全,出仓后必须抬着走。

极目新闻:返回舱着陆后,地面工作人员在航天员出舱前还需要做哪些工作?

张传军:神舟十四号载人飞船返回舱着陆后,地面工作人员需对舱体进行状态检查,确认舱外无危险源后,舱门才能打开,航天员出舱。之后,工作人员对舱内状态进行检查,同时将伽马源防护盖盖上,避免现场人员受到射线辐射危害。

极目新闻:有网友说返回舱的主降落伞有一个足球场那么大,是真的吗?这么大的伞如何安全回收,如遇大风怎么办?

张传军:返回舱的主降落伞是一个约1200平方米的特大环帆伞。标准足球场的面积是7000多平方米,因此说它还不能铺满一个足球场,但确实有近三个篮球场的面积。这么大的巨型降落伞,它的重量却不到100公斤,收拢后装进伞包的体积也只有200升。整个包伞流程有几十道工序,要保证96根降落伞伞绳互不缠绕,要用15吨的压力将伞衣、伞绳和连接吊带等部件压进伞包。而在返回舱着陆后,航天员会在舱内操作,将降落伞绳和返回舱切断,返回舱与主伞分离。