揭秘神舟十一號飛船返航利器：最后關(guān)頭高度判斷

　　終于，在太空生活工作了30天的航天員景海鵬、陳冬安全返回了祖國母親的懷抱。11月18日，乘著紅白相間的巨大傘衣，神舟十一號載人飛船返回艙在四子王旗草原上安全著陸，這是神舟飛船回收著陸系統(tǒng)的第11次出發(fā)，創(chuàng)下回收系統(tǒng)最長在軌紀(jì)錄后，安全返回。

　　正如公眾從電視畫面里看到的那樣，神舟十一號返回時，引導(dǎo)傘、減速傘、主傘相繼打開，著陸反推發(fā)動機(jī)點火工作，返回艙著陸。這些動作只有一個目的，即讓飛船返回艙溫柔地?fù)砣氲厍蚰赣H懷抱，減輕著陸沖擊對航天員健康以及航天器的損害。

　　這并不容易，回收著陸是載人航天活動的最后步驟，也是決定航天員能否安全回家的最后一棒。中國青年報·中青在線記者采訪相關(guān)專家，揭秘護(hù)航神舟十一號飛船安全返回的三大利器。

11月18日，山西運(yùn)城航天公園，民眾聚集在一起觀看神舟十一號飛船著陸直播，并為他們的“城市英雄”景海鵬歡呼吶喊。 中新社記者 閆鑫 攝

　　發(fā)現(xiàn)：一雙“注視”飛船的眼睛

　　隨著神舟十一號在四子王旗預(yù)定區(qū)域順利著陸，LM－313雷達(dá)(代號“回收一號”)的回收跟蹤測量任務(wù)也宣告結(jié)束。

　　“回收一號”雷達(dá)用于飛船返回段測量，從載人飛船突破大氣層奔向地面的那刻起，“回收一號”就密切“注視”著它，搜索返回路徑，捕捉目標(biāo)，告訴地面等待的人們，神舟十一號回家了。

　　這部由航天科工集團(tuán)二院23所研制的雷達(dá)，是我國第一部精密跟蹤相控陣測量雷達(dá)。早在1999年8月，它就被布置在白云鄂博場區(qū)前置雷達(dá)站，同年11月21日，完成了對“神舟一號”的回收段跟蹤測量任務(wù)。

　　至今，“回收一號”已連續(xù)11次執(zhí)行“神舟”飛船回收任務(wù)和“和平號”空間站返回測量任務(wù)，均圓滿完成任務(wù)。它還接過“嫦娥”回家，在載人航天工程中，可謂是個“老司機(jī)”。

　　“回收一號”的項目總師向記者透露，尤其是在執(zhí)行神舟二號任務(wù)時，在主著陸場只有“回收一號”跟蹤飛船返回的情況下，正是靠它的數(shù)據(jù)找到飛船，立下了大功。

　　11月18日中午，神舟十一號載人飛船的著陸回收任務(wù)開始了，“回收一號”靜靜地立在回收場里，目光如炬。

　　當(dāng)返回器距地面一定公里時，雷達(dá)屏幕上開始出現(xiàn)捕獲范圍內(nèi)的第一點。“回收一號”的項目總師說，隨著指控大廳工作人員報出“回收一號”發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，所有人為之振奮。此后的時間，回波捕獲持續(xù)、穩(wěn)定，直到神舟飛船安全著陸。

　　連接：讓返回艙自由地飛向著陸場

　　在神舟十一號飛船上，有一個被稱作“連接分離機(jī)構(gòu)”的零件，從外面幾乎看不到，它小得如茶杯大小，隱匿于各個艙段之間，是一個不折不扣的幕后英雄。

　　連接分離機(jī)構(gòu)，說白了就是3把鎖，在軌道艙和返回艙之間的，是一號鎖，主要是航天員順利返回地球的第一道安全保障。在返回艙和推進(jìn)艙之間的，是二號鎖，用來保證返回艙進(jìn)入大氣層后在預(yù)定時間預(yù)定地點著陸的首要設(shè)備。而在飛船著陸前，則輪到拋底鎖上場，拋底鎖的動作，關(guān)系到防熱大底能否按時拋掉，是返回時保障航天員生命安全的重要程序。

　　也因此，連接分離機(jī)構(gòu)被形象地比作神舟飛船的臂膀，可以有力地連接起了飛船的三艙，同時又按照飛船工作的階段性要求，毫秒不差地將各個艙段分開。

　　這一系統(tǒng)由航天科工集團(tuán)三院111廠研制，別看就這3道“鎖”，做起來卻并不容易。

　　要知道，在火箭上升時，這3把“鎖”要承受重達(dá)數(shù)噸的載荷，保證艙間緊密連接。用航天科工集團(tuán)三院111廠連接分離機(jī)構(gòu)項目負(fù)責(zé)人的話說，飛船在飛行過程中并不能保證一帆風(fēng)順，有時可能會遇到空中的橫向氣流，會受到轉(zhuǎn)彎彎矩的影響，這就必須保證在發(fā)射和運(yùn)行段，實現(xiàn)絕對剛性連接，克服各種各樣的外力，不允許出現(xiàn)任何松動，否則會產(chǎn)生飛船空中解體或地面解體的后果。

　　接下來是對接時的考驗，當(dāng)飛船臨近“天宮二號”以及實施交會對接過程中，連接更需要保證牢固，不受外力影響。當(dāng)交會對接完成，飛船準(zhǔn)備返回時，一號鎖就要準(zhǔn)確地打開，推掉軌道艙，讓推進(jìn)艙和返回艙組合體踏上回家之路。

　　當(dāng)推進(jìn)艙助推返回艙重返大氣層內(nèi)，在預(yù)定時間抵達(dá)預(yù)定軌跡時，二號鎖就要毫不猶豫地打開，推掉推進(jìn)艙，讓返回艙自由地飛向著陸場。

　　最后的時刻來了。當(dāng)返回艙接近著陸場時，艙底端用于防御吸收大氣層摩擦熱量的防熱大底已結(jié)束使命，由拋底鎖執(zhí)行拋底任務(wù)。111廠的項目負(fù)責(zé)人表示，將大底拋掉，里面疊放的降落傘才能順利打開，進(jìn)而帶著返回艙安全返回地面。

　　剎車：最后關(guān)頭的高度判斷

　　在神舟十一號載人飛船減速降落的最后一刻，一片耀眼的光焰，閃現(xiàn)在電視畫面中。很多人會為此心頭一緊：“這么大的沖擊力，都冒火光了？”

　　事實上，這道“光”正是安全的信號，是神舟十一號返回艙反推發(fā)動機(jī)啟動的標(biāo)志。在飛船著陸前的最后關(guān)頭，由航天科工集團(tuán)三院35所研制的γ高度控制裝置，探測出返回艙距地面的高度，啟動反推發(fā)動機(jī)，“緊急剎車”，將下降速度減小到安全速度。

　　經(jīng)過與空氣的“軟”摩擦之后，神舟飛船返回艙進(jìn)入著陸緩沖環(huán)節(jié)，原本，這最后一步是硬碰硬的撞擊，但γ高度控制裝置的負(fù)責(zé)人王征告訴記者，該裝置能夠讓飛船在著陸瞬間，判斷飛船的高度，從而實施“剎車”，具體來看其過程——

　　在返回艙降至離地面約幾千米高度時，主傘打開，γ高度控制裝置開始加電工作。

　　在距離地面數(shù)米高度時，γ高度控制裝置給出預(yù)指令信號，提示航天員即將著陸。

　　在返回艙接近地面時，γ高度控制裝置給出點火指令，控制反推發(fā)動機(jī)點火，至此，該裝置的使命完成了。

　　γ高度控制裝置，被稱作神舟飛船飛行任務(wù)的最后環(huán)節(jié)，是飛船的關(guān)鍵設(shè)備。然而，在神舟八號任務(wù)之前，我國在這方面一直是使用國外產(chǎn)品。

　　那時，國內(nèi)采用γ放射源實現(xiàn)高度控制缺少相關(guān)研究。航天科工集團(tuán)三院35所項目組在成立之初，只有行政指揮加3個老師傅和兩個年輕人，算得上是該所規(guī)模最小的隊伍。

　　時任所長助理的劉波，擔(dān)任了γ高度控制裝置項目行政指揮，他說，當(dāng)時的情況不比現(xiàn)在，誰也不知道我們的產(chǎn)品最后能不能上飛船，可謂“前路不明”。

　　日復(fù)一日的等待與付出終于得到了回應(yīng)，35所γ高度控制裝置在綜合空投試驗中，用成績證明了自己，終于成為神舟七號備份產(chǎn)品。那一年，王征成了γ高度控制裝置的主任設(shè)計師，即該項目第三代主任設(shè)計師。

　　2011年11月，國產(chǎn)的γ高度控制裝置成功應(yīng)用于神舟飛船。王征認(rèn)為自己是幸運(yùn)的，雖然有太多的難關(guān)要克服，但給予自己施展抱負(fù)的機(jī)會和支持，讓自己懂得了國家的航天事業(yè)是如何鑄就的，懂得了什么是“國家利益高于一切”，更懂得了什么是傳承。

　　如今這次任務(wù)，是這個國產(chǎn)的γ高度控制裝置第4次參加神舟飛船航天飛行，正是這件小部件，為航天員點亮回家最后的這段路。航天人經(jīng)歷了10余年的艱難拼搏，經(jīng)歷過不斷的跌倒、質(zhì)疑、又爬起來前行的歷煉，“把國產(chǎn)的裝置送上天”的夢終于圓了。

　　中國青年報·中青在線記者 邱晨輝 來源：中國青年報 ( 2016年11月22日 11 版)